日本国立富山大学椿范立院士团队Nat. Commun.：NiFe2O4尖晶石界面工程驱动突破CO2加氢制乙醇的活性选择性权衡困境

背景：在全球碳中和背景下，将CO2高效转化为高价值化学品（如乙醇）是构建可持续能源系统的关键。铁基催化剂常用于此反应，但面临CO2活化难、C-C偶联能垒高以及受ASF分布限制等问题，难以同时实现高转化率与高乙醇选择性。研究目的：开发一种新型催化剂，以突破CO2加氢制乙醇过程中的“活性-选择性”权衡困境。结论：研究通过固相共沉淀法制备了NiFe2O4尖晶石修饰的Fe2O3催化剂（NiFe2O4/Fe2O3），该催化剂构建了独特的NiFe2O4-Fe2O3界面，显著增强了氢气活化能力，促进了活性相Fe5C2的形成，并抑制了碳链过度增长。实验结果表明，该催化剂实现了49.3%的CO2转化率和883.7 mg·gcat.-1·h-1的乙醇时空产率，打破了ASF分布限制，且在120小时的长周期测试中表现出优异的稳定性。理论计算进一步证实，NiFe2O4-Fe5C2界面能同时降低CO2活化、C-C偶联及关键中间体加氢的能垒，是高效催化CO2转化为乙醇的核心位点。