文献综述

随着全球工业化进程的加快以及世界人口的不断增加，CO₂的排放量逐年增大。CO₂的大量排放已造成了温室效应，全球气候变暖等严重的问题^[1]。CO₂是C1家族中最为廉价丰富的资源，有效的开发和利用CO₂资源对于解决环境问题以及应对能源危机是一种有效可行的方法^[2-3]。

CO₂的标准生产热为-394.38kJ/mol,惰性大，不活泼，因此其化学固定和转化都受到限制。CO₂的还原需要高能以及提供电子给体，如高能的H₂、外部能源（光能）、碳负离子等^[4]。由于H₂易得，且通过催化加氢合成的产物种类多、及产品价值高，因此CO₂催化加氢是目前研究的重点^[3]。CO₂催化加氢能还原生成甲烷、醇类、醚类、羧酸类以及其衍生物等低碳化合物。如以下反应式：

CO₂ 4H₂ → CH₄ 2H₂O ； CO₂ 3H₂ → CH₃OH H₂O

2CO₂ 6H₂ → C₂H₅OH 3H₂O ； CO₂ 2H₂ → HCH0 H₂O

2CO₂ 5H₂ → CH₃CH0 3H₂O ； CO₂ H₂ → HCOOH

2CO₂ 4H₂ → CH₃COOH 2H₂O ； 2CO₂ 6H₂ →CH₃OCH₃ 3H₂O

目前研究表明，以过度金属配合物为催化剂，活化CO₂分子，进行催化加氢是利用CO₂最为有效的方式。本文重点介绍CO₂合成甲烷、甲醇、二甲醚的化学反应以及研究现状。此研究对于CO₂合理再资源化非常有效。

1．CO2催化加氢甲烷化研究进展。

CO₂甲烷化反应又称Sabatier反应，是由法国化学家Paul Sabatier提出的^[5]。反应过程是将混合气体CO₂和H₂按一定的比例通过反应器，在催化剂和一定的温度、压力条件下反应生成CH₄和H₂O。其化学反应方程式：