研究人员在一项最新研究中实现了低温条件下的二氧化碳加氢制甲醇。论文发表于《自然化学》，研究团队称，其设计的新型催化剂可在室温至200°C范围内将二氧化碳转化为甲醇，而多数现有催化体系通常需要在250°C及以上温度下运行。

该催化剂为安德森型分子精确催化剂，由多金属氧酸盐（POM）簇被限域于金属有机框架（MOF）孔道内构成，分子式为PtMo6O24@NU1K。研究指出，商业催化剂在热源温度达到约140°C前几乎难以启动二氧化碳向甲醇的转化；相比之下，该新催化剂在100°C至200°C区间内持续表现出更高的空间时间产率，即单位催化剂质量在一定时间内生成的甲醇量。

在稳定性方面，研究显示该簇在180°C条件下连续运行3600小时后，活性与甲醇选择性未出现下降。

研究人员介绍，甲醇是重要的化工原料与能源相关产品，二氧化碳则可作为过量排放的碳源通过加氢反应转化为甲醇。但在实际过程中，多数催化剂难以在低温下同时实现对二氧化碳的有效活化与对甲醇的高选择性，低温尝试往往伴随生成一氧化碳或甲烷等副产物；此外，催化剂随时间团聚也会减少可用活性位点。

为应对上述问题，研究采用形貌工程构建“笼”状限域结构。多步合成过程中，研究人员先在水相中混合铂盐与钼盐并调节酸度，得到浅黄色的PtMo6O24簇；随后制备由锆节点与有机连接体组成、具有特定c孔结构的MOF材料NU1K，并通过一系列加热步骤完成构建。将簇引入框架后，形成盘状PtMo6O24单元：中心铂原子被六个钼氧单元环绕，并被限制在NU1K的c孔内。

研究认为，该结构使铂位点能够裂解氢分子，周围钼原子则为捕获与活化二氧化碳提供平台，同时限域形貌有助于抑制团聚，从而维持催化性能。研究还报告，该催化剂展现出长达五个月的耐久性，未观察到失活迹象。

机理方面，研究指出该体系主要经由逆水煤气变换反应先生成一氧化碳，随后进一步加氢生成甲醇；在更高压力与温度条件下，甲酸盐路径的贡献会更为明显。

研究人员表示，对该催化剂结构与性能的研究为理解结构—活性关系提供了模型，并为设计可在低温驱动二氧化碳加氢的高活性催化剂提供了新的思路。