64-18-6/二氧化碳氫化合成甲酸

In2O3上沉積NiB非晶態合金納米顆粒，這種新型復合催化（NiB/In2O3），在照射下實現二氧化碳高效氫化合成甲酸。

甲酸(化學式HCOOH，分子式CH2O2，分子量46.03)，俗名蟻酸。無色而有刺激性氣味的液體。弱電解質，熔點8.6℃，沸點100.8℃。甲酸是基本有機化工原料之一，廣泛用于農藥、皮革、染料、醫藥和橡膠等工業。甲酸可直接用于織物加工、鞣革、紡織品印染和青飼料的貯存，也可用作金屬表面處理劑、橡膠助劑和工業溶劑。在有機合成中用于合成各種甲酸酯、吖啶類染料和甲酰胺系列醫藥中間體。由于二氧化碳為線性分子非常穩定，其轉化十分困難。單純金屬催化和光催化二氧化碳轉化均存在反應效率低、催化劑易失活等問題，限制了其應用。開發新型復合材料，提高光催化與金屬催化協同，是實現二氧化碳高活性、高選擇性、長效轉化的有效途徑。

光催化劑In2O3有較好的可見光吸收能力，表面豐富的羥基可以促進二氧化碳分子吸附，在二氧化碳光催化還原方面受到了廣泛關注。一些貴金屬如Pt、Pd和Ru沉積在In2O3上，可作為熱催化劑及助催化劑促進光催化反應，但貴金屬成本高且稀缺。過渡金屬如Ni和Co可替代貴金屬，然而關鍵問題是提高其活性和選擇性。

將NiB非晶合金與In2O3半導體復合，開發成一種新型多功能催化劑，在光催化二氧化碳氫化過程中表現出高甲酸產率（5158.0 umol g-1 h-1）。In2O3作為光催化劑產生光電子用于活化二氧化碳，并提供足夠的表面羥基（In-OH），有利于反應過程中二氧化碳的吸附；NiB獨特的非晶態合金結構使Ni位點富電子，促進了氫氣的解離；NiB納米顆粒在In2O3表面高度分散，并通過與In2O3之間的相互作用，在NiB和In2O3之間提供了豐富的界面，不僅促進光電子轉移，減少光電子-空穴的復合，也提高表面化學反應活性，光催化劑和金屬催化劑的協同作用，實現高效二氧化碳氫化生產甲酸。

國內甲酸總裝置能力約55萬噸，占全球總產能40%。主要分布在山東、江蘇等地，以魯西、阿斯德和揚子巴斯夫、川東化工為主要生產商。其中魯西20萬噸、山東阿斯德化工公司設計15萬噸、南京揚巴石化5萬噸。