人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體是二十世紀(jì)中期以來(lái)觀察到的氣候變化的最大影響因素。隨著人類(lèi)活動(dòng)排放的溫室氣體增加，這些溫室氣體在大氣中聚集，并導(dǎo)致氣候變暖，最終導(dǎo)致世界各地大氣、陸地，以及海洋中發(fā)生了很多其他的變化。其中，主要的長(zhǎng)效溫室氣體是二氧化碳（CO2），它主要通過(guò)燃燒化石燃料（石油、天然氣和煤炭）、固體廢物和木制品排放。除了森林再生這種減少CO2的活動(dòng)以外，工業(yè)領(lǐng)域的碳源循環(huán)，是解決能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)最具成效的方法之一。釋放的CO2可以通過(guò)催化加氫形成各種產(chǎn)物；然后，再作為燃料或化工原料使用。
甲醇，就是其中的一個(gè)工業(yè)產(chǎn)物，它主要通過(guò)銅基異相催化生產(chǎn)出來(lái)。銅基催化劑通常由Cu、ZnO和Al2O3組成。了解這三種成分的內(nèi)在作用和協(xié)同作用，對(duì)提高銅基催化劑的性能有重要意義。曾有研究表明，Cu/ZnO/Al2O3 催化劑的活性位點(diǎn)由Zn原子修飾的Cu臺(tái)階組成。當(dāng)Zn原子在H2還原預(yù)處理過(guò)程中結(jié)合到Cu顆粒表面時(shí)，形成了ZnCu合金?，F(xiàn)已定量地證明，甲醇合成活性與Cu/ZnO催化劑上的Zn覆蓋率存在關(guān)系。并且越來(lái)越多的研究工作和出版物都將重點(diǎn)放在了Cu和ZnO的作用及其之間的協(xié)同作用上。總之，Al2O3的作用很少被提及。但作為結(jié)構(gòu)助劑，Al2O3對(duì)ZnO的缺陷性質(zhì)和還原性具有電子促進(jìn)作用，還能增強(qiáng)Cu+的穩(wěn)定性。
為了進(jìn)一步了解Al2O3 和ZnO的促進(jìn)作用，Chen等人（中國(guó)福建廈門(mén)大學(xué)）的研究小組在最近的一個(gè)項(xiàng)目中，使用原位FTIR反應(yīng)監(jiān)測(cè)技術(shù)和其他表面靈敏的分析技術(shù)對(duì)Cu/ Al2O3 和Cu/ZnO粉末晶體進(jìn)行了研究。他們使用了一臺(tái)布魯克VERTEX 70v FT-IR真空光譜儀，配備自制的原位反應(yīng)池，在室溫下和高溫下，以及在反應(yīng)氣體中（3H2 + CO2 <–> CH3OH + H2O）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)催化劑表面的光譜變化。在得到了高靈敏度的原位FTIR光譜后，就可以量化地對(duì)比兩種催化劑關(guān)鍵中間體（雙齒碳酸鹽和甲酸鹽）以及最后的甲氧基物質(zhì)的形成。由于CO2是一種反應(yīng)氣體，因此，為了獲得可靠的量化結(jié)果，F(xiàn)TIR光譜中不應(yīng)該有實(shí)驗(yàn)室空氣的大氣貢獻(xiàn)。所以，布魯克真空FTIR光譜儀是一個(gè)必選項(xiàng)，它可以將整個(gè)紅外光路抽真空至0.2 mbar，而且完全不會(huì)出現(xiàn)大氣擾動(dòng)。此外，真空光譜儀不僅是將大氣氣體作為離析物或產(chǎn)物進(jìn)行原位反應(yīng)監(jiān)測(cè)的成功要素，它在各種FTIR實(shí)驗(yàn)中，都具有相當(dāng)高的穩(wěn)定性、長(zhǎng)時(shí)間的光譜重現(xiàn)性和檢測(cè)靈敏度，是研究實(shí)驗(yàn)室值得信賴(lài)的伙伴。
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