理论计算辅助FLP催化CO2分子还原反应研究

基本信息
批准号:21502199
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:孟玮
学科分类:
依托单位:中国科学院化学研究所
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:朱霞霞,王桥天
关键词:
理论计算CO2催化还原产物选择性受阻路易斯酸碱对Lewis酸碱强度
结项摘要

The general concern over the control of greenhouse gas CO2, which has been treated as a valuable, recyclable and non-toxic C1 feedstock to synthesize some important carbonyl molecules and fuels, has led to the development of carbon capture and transformation technologies. Frustrated Lewis pairs (FLP), emerging as a milestone in the metal-free bifunctional activation of H2 and CO2, has also shown a potential to drive CO2 to hydrogen-enrich C1 product via a stepwise hydrogenation reduction. The major challenge originates from the requirement of a stoichiometric amount of FLP, the low conversion rate and a poor product-selectivity. Here, we combine the theoretical calculation and experimental studies to explore the PES of in situ generated-FLPs (originated from the hydroboration of alkene/alkyne and HBR2) triggered CO2 reductions, make a quantitative analysis to the Lewis acidity/basicity. Based on the calculation results, some sequential work, such as the design and optimization of FLP systems, will be conducted to realize the FLP catalyzed CO2 reduction.

CO2分子是一类经济性较高、可循环利用且无毒性的碳源,一直以来被视为构筑部分化合物及燃料分子的潜在C1合成砌块。使用“受阻路易斯酸碱对”(FLP)能够对CO2分子进行化学固定,由于其同时能够异裂氢气分子,普遍认为使用FLP实现对CO2分子的活化,再经历后续分步氢化还原过程得到富氢的C1化合物具有较高的可能性。但在已有的报道中,由于Lewis酸的亲氧性,往往需要当量的FLP催化系统参与且该还原反应存在转化率低、产物选择性较差等不足。我们希望结合理论计算与实验研究手段,利用Mayr方程对本课题组所发展经硼氢化反应原位生成的FLP系统酸-碱强度进行定量分析并建立针对CO2还原反应的库,完成对CO2还原反应势能面的构建,设计、优化FLP系统并寻找合适的O-捕获剂,以实现对CO2分子的高效、高选择性催化还原。

项目摘要

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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