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Appl. Catal. B.：負載型Ni5Ga3催化劑上的合金負載協同效應助力CO2RR

負載型Ni-Ga合金是一種通過在溫和條件下將CO₂轉化為甲醇來減少CO₂排放的潛在催化劑。然而，合金負載效應的優化是否能夠提升其性能，目前尚未進行探究。

圣保羅大學圣卡洛斯化學研究所Elisabete M. Assaf團隊結合結構、化學和光譜表征以及密度泛函理論(DFT)計算，研究了合金-載體協同作用對負載在SiO₂、CeO₂和ZrO₂上的Ni₅Ga₃催化CO₂為甲醇性能的影響。

在三種負載合金中，NGZr對甲醇顯示出優異的催化活性。這是由于NGZr催化劑暴露的金屬位點的適度的CO₂吸附強度和高密度，有助于中間穩定和加氫還原。原位DRIFTS分析證明，NGCe合金-載體界面中間體的強吸附毒化了潛在的活性位點，避免了進一步加氫為甲醇；

同時在NGSi界面中吸附CO₂的親和力差，限制了甲醇的產生。NGZr在氫氣存在下表現出界面羧酸鹽、甲酸鹽和甲氧基中間體高消耗，表明這些物種的高加氫活性，并表明甲醇生產率遵循兩條平行途徑(rWGS和甲酸鹽)通過不同表面(合金和合金-載體界面)的路線。

實驗和理論計算揭示了Ni₅Ga₃、(ZrO₂)₁₆和Ni₅Ga₃/(ZrO₂)₁₆表面反應物和中間體的吸附能、相互作用能和鍵長，并提出了Ni₅Ga₃/ZrO₂上催化CO₂還原的反應機制。

該研究強調了合金-載體協同作用對于負載型Ni₅Ga₃系統優化對CO₂生產甲醇的重要性。此外，這些發現有助于進一步了解該反應中負載型Ni-Ga合金的關鍵機械特性。

Insights into the Alloy-support Synergistic Effects for the CO₂ Hydrogenation towards Methanol on Oxide-supported Ni₅Ga₃ Catalysts: An Experimental and DFT Study. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120842

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