近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员孙剑和研究员俞佳枫团队在二氧化碳加氢制甲醇研究中取得新进展，提出催化活性位点“空间解耦”的设计新策略，使原本热力学有利的氧化还原路径向热力学不利的甲酸盐路径转变，抑制了副产物一氧化碳生成，即使提高反应温度也能维持高的甲醇选择性，为破解该领域活性与选择性难以兼顾的“跷跷板”难题提供了新思路。相关成果发表在《化学》。

甲醇是重要的化工原料和潜在的碳中性燃料，其高效合成对于实现碳资源循环利用具有重要意义。二氧化碳加氢制甲醇为低温有利反应，然而，低温下二氧化碳难以活化，催化剂活性低；高温虽有利于提升转化率，但易促进逆水气变换副反应，降低甲醇选择性。活性与选择性之间的“跷跷板”效应长期制约着甲醇合成收率的提升。

本工作中，团队利用金属-载体强相互作用（SMSI）驱动所形成的包覆层结构对活性位点进行“空间解耦”，将二氧化碳活化位点与氢气解离位点在空间上分离，使二氧化碳优先在二氧化锆（ZrO₂）上吸附活化，并遵循“甲酸盐”路径合成甲醇。与铜位点上二氧化碳的活化方式不同，该设计巧妙地利用ZrO₂位点上先加氢后断C=O键的活化方式，抑制了副产物一氧化碳的生成，同时保留了铜位点高效的氢气解离能力。该CuZnZr催化剂在300℃、3MPa的反应条件下，甲醇选择性为92%，甲醇时空收率达到1.2 g·gcat-¹·h^-1，是现有商业铜锌铝催化剂的3倍。

本工作通过重塑催化剂的表面结构，改变反应物的吸附解离方式及反应路径，打破了活性与选择性的“跷跷板”限制，为多功能催化剂的精准设计提供了新思路。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2026.102942