近日，中国科学院山西煤炭化学研究所张斌研究员团队在CO₂催化转化领域取得了新进展。研究团队通过表面硫物种修饰策略，实现了Ru基催化剂在CO₂加氢反应中产物从CH₄到CO的完全逆转。研究成果以“Switch CO₂ Hydrogenation Selectivity from CH₄ to CO by Decorating Sulfur on Ru Nanoparticles”为题，在国际高水平期刊《ACS Catalysis》发表。

CO是重要的化工原料，CO₂加氢制备CO是替代传统煤制气和甲烷重整的潜在绿色路线。Ru基催化剂虽在该反应中活性较高，但受限于甲烷化副反应，CO选择性通常较低。针对这一问题，研究团队尝试利用硫物种对Ru纳米颗粒表面进行修饰。结果显示，Ru/TiO₂催化剂表面硫修饰实现了CO₂加氢反应产物从CH₄到CO的逆转。优化后的Ru/TiO₂-SO 催化剂在550 °C下CO₂转化率为57.9%，CO选择性为99.9%。此外，该催化剂可在含H₂S的CO₂加氢气氛中稳定运行，并且其经800 °C高温氧化处理后，CO选择性仍高于98.2%。

进一步研究表明，硫以S²⁻形式与钌表面键合，形成Ru–S相互作用，使表面Ru原子处于缺电子状态。这种电子结构变化削弱了CO中间体的吸附强度，同时抑制了H₂活化能力，从而阻断了CO进一步加氢生成CH₄的路径。该策略在Co、Ni基催化剂上也表现出相似的调控效果。研究为CO₂资源化利用及高温加氢反应的选择性调控提供了新的思路。