科学家开发聚合物涂层金属催化剂，有效回收二氧化碳

温室气体的积累，如二氧化碳(CO₂)，导致气候变化。因此，捕获和回收CO₂对减少有害的环境影响和应对气候危机至关重要。

日本科学家发明了一种聚合物涂层金属催化剂，可以加速一氧化碳的生成₂并提供绿色能源的见解。

科学家从筑波大学研究了以聚乙二醇(PEG)聚合物包覆的多孔锡(Sn)催化剂对CO的促进作用₂转化成有用的碳基燃料。这项研究发表在ACS催化杂志。

不同的聚合物可以捕获CO₂分子和Sn催化剂被认为是还原CO的催化剂₂到其他分子，如甲酸酯(HCOO)⁻)，可重复利用，为燃料电池提供动力。

我们有兴趣将这些能力结合到一个单一的催化系统中，以洗涤CO₂并将其回收为甲酸盐。然而，我们很难在高产量和高收率的情况下只获得所需的产物甲酸盐，因此我们不得不对催化剂的设计进行微调．

伊藤义和，筑波大学教授及研究小组组长

与传统的锡板电极相比，peg涂层锡的甲酸盐产率提高了24倍，没有发现副产品(>甲酸盐产率为99%)。深入了解这个增强的一氧化碳₂-还原反应后，科学家们创造了一种镀有另一种CO的Sn催化剂₂捕获聚合物(聚乙烯亚胺;其结构与传入CO的相互作用是可变的₂．

peg涂层锡仍然优于PEI涂层锡，研究人员考虑了这些聚合物的化学特性，并指出PEI持有CO₂分子太紧。相反，PEG在捕获和释放CO方面取得了关键的平衡₂到催化锡芯。

用理论计算对该反应进行建模，证实了PEG穿梭CO的有利性₂并解释了加速甲酸盐生产的原因。但是，我们想进一步澄清PEG-CO₂的相互作用．

Samuel Jeong，筑波大学博士生

进一步的综合计算表明，聚合物的缺失限制了Sn催化剂捕获CO的能力₂而过密的PEG层会抑制CO的转移₂在金属表面，减少甲酸盐的生产。因此，一个完整但相对最小的聚乙二醇层是理想的CO漏斗₂到Sn，同时保持CO₂-丰富的环境，禁止副产品释放。

“减少、再利用、回收”的口号不再指一次性塑料。Ito及其同事提出的简单的催化剂涂层技术可以用于创建有效回收CO的系统₂转化成有益的化合物，比如甲酸盐，它可以为燃料电池设备提供绿色电力。

期刊引用:

宋,S。等．(2021)聚乙二醇覆盖锡催化剂通过二氧化碳还原加速甲酸酯生成速率。ACS催化。doi.org/10.1021/acscatal.1c02646．

来源:https://www.tsukuba.ac.jp/en