将温室气体CO₂转化为高附加值甲醇，是“双碳”时代最具潜力的绿色化工路线之一。然而传统催化剂通常需要在240°C以上高温运行，不仅能耗巨大，还容易因副反应生成一氧化碳，导致甲醇选择性难以突破80%。如何在“低温区”(<150°C) 实现CO₂高效加氢，一直是催化领域的“圣杯”。

近日，西北工业大学张赛教授团队与武汉纺织大学刘磊教授团队合作，在《Chemical Engineering Journal》发表了一项突破性研究：他们设计了一种Pt团簇与受阻路易斯对（FLPs）协同作用的CeO₂纳米棒催化剂（Pt/PN-CeO₂），在140°C下实现了98.1%的甲醇选择性（接近热力学平衡极限），产率高达267.8 mg·g⁻¹·h⁻¹，性能远超目前主流催化剂。

在这项研究中，BaySpec Nomadic拉曼光谱仪扮演了关键角色。研究团队利用配备532nm激光源的BaySpec Nomadic拉曼光谱仪，在50-4000 cm⁻¹宽范围内对CeO₂载体进行了系统的拉曼光谱分析。众所周知，CeO₂的氧空位（OV）浓度直接决定了FLPs位点的形成密度，而拉曼光谱中~600 cm⁻¹处的特征峰正是氧空位的“指纹信号”。通过BaySpec拉曼光谱仪的高灵敏度检测，研究者清晰地观察到PN-CeO₂载体存在显著的氧空位特征峰，结合XPS和EPR结果，定量确认了载体表面高浓度的Ce³⁺和氧空位，从而验证了FLPs位点的成功构筑。

更值得一提的是，在长达500小时的稳定性测试后，研究者再次借助拉曼等表征手段证实：催化剂的CeO₂萤石结构、表面氧空位浓度以及Pt团簇分散度均保持良好，说明BaySpec检测到的结构特征与催化剂的实际稳定性高度一致。这种无损、快速的结构诊断能力，为筛选高性能CO₂加氢催化剂提供了可靠依据。