Influence du CO sur l'activation, la formation de vides d'oxygène et la performance des catalyseurs Au/ZnO dans l'hydrogénation du CO2 en méthanol

L'impact du CO sur l'activation et les caractéristiques de réaction des catalyseurs Au/ZnO dans la synthèse de méthanol à partir d'un mélange CO2/H2 a été étudié par spectroscopie photoélectronique à rayons X à pression ambiante proche et spectroscopie d'absorption des rayons X au bord K de l'oxygène, ainsi que par des mesures de spectroscopie infrarouge à transformation de Fourier in situ. Les mesures transitoires sous des conditions de réaction industrielles (50 bars, 240 °C) montrent une augmentation transitoire prononcée de l'activité pour la formation de méthanol à partir de CO2/H2 après exposition à un mélange gazeux de réaction CO/H2, tandis que l'activité à l'état stationnaire est similaire à celle observée immédiatement après un prétraitement oxydatif. Pour la réaction en CO/H2, la phase d'activation beaucoup plus longue est accompagnée de la formation de CO2 en raison de la réaction du CO avec le support catalytique ZnO. Cela mène à la formation de vides d'oxygène sur le support à un degré significativement plus élevé que dans CO2/H2. Les conséquences de ces résultats sur la compréhension mécanistique de la formation de méthanol à partir de CO2/H2 sur Au/ZnO et pour les catalyseurs supportés par ZnO en général sont discutées.