面向可持续发展的二氧化碳化学研究进展
姚向阳, 张 彦, 高 嵩, 何良年
南开大学元素有机化学国家重点实验室, 天津 300071
Progress on carbon dioxide chemistry towards sustainable development
YAO Xiangyang, ZHANG Yan, GAO Song, HE Liangnian
State Key Laboratory of Elemento-Organic Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China
摘要 二氧化碳既是温室气体的主要成分又是储量丰富且可再生的碳资源,研究二氧化碳的化学转化和利用对可持续发展具有重要意义.二氧化碳的热力学稳定性和动力学惰性决定了发展高效催化体系是活化二氧化碳的关键.围绕二氧化碳介质中的化学反应、二氧化碳原位酸催化反应、二氧化碳的捕集与利用、可见光催化的二氧化碳的利用、二氧化碳作为C1合成子构筑C—C/C—N/C—O键以及二氧化碳的还原功能化等方面系统地介绍了本课题组在二氧化碳化学方面的研究,并分析所面临的挑战、对策以及发展趋势.
关键词 :
C1合成子 ,
催化 ,
活化 ,
还原功能化 ,
绿色化学
Abstract :Carbon dioxide is both a major component of greenhouse gases and a resource-rich and renewable carbon resource. It is expected that catalytic conversion of carbon dioxide to useful compounds and materials will definitely contribute to sustainable development. Due to its thermodynamic stability and kinetic inertness, the key to activating CO2 is to develop efficient catalyst systems.Studies on carbon dioxide chemistry in our research group are systematically summarized in this review from the aspects of chemical reactions in carbon dioxide medium,in situ carbonic acid catalyzed reactions, carbon capture and utilization,CO2 induced by visible light, the formation of C—C/C—N/C—O bond with CO2 as a C1 synthon and CO2 reduction functionalization.
Key words :
C1 synthon
catalysis
activation
reductive functionalization
green chemistry
收稿日期: 2019-12-17
引用本文:
姚向阳,张 彦,高 嵩,何良年. 面向可持续发展的二氧化碳化学研究进展[J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2019, 53(6): 834-846.
YAO Xiangyang,ZHANG Yan,GAO Song,HE Liangnian. Progress on carbon dioxide chemistry towards sustainable development. journal1, 2019, 53(6): 834-846.
链接本文:
https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/ 或 https://journal.ccnu.edu.cn/zk/CN/Y2019/V53/I6/834
[1]
张 甜,王君婷,许梦莹. 光电与微生物结合的生物杂化光合体系生产聚β-羟基丁酸酯的研究进展 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2021, 55(6): 941-949.
[2]
全凤娇,石彦彪,孙红卫,申文娟,李建芬,贾法龙,张礼知. 卤氧化铋光催化去除环境污染物 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2021, 55(6): 925-940.
[3]
江吉周,熊志国,廖国东,吴 晶,白赛帅,邹 菁. MXenes基光催化剂制备的研究进展 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2021, 55(6): 962-975.
[4]
王晓雯,左雅敏,王 燕. 二维As2O3光催化性质理论研究 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2021, 55(6): 1037-1043.
[5]
邹 菁,廖国东,王海涛,江吉周,. 石墨相氮化碳光催化产氢性能提升策略研究进展 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2021, 55(6): 950-961.
[6]
李 能,曾州岚,刘 滨,吴 婧,胡福云,谢 伟,鲁雪莲. MXenes电催化析氢的研究进展 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2021, 55(6): 976-990.
[7]
许 友,方志刚,秦 渝,侯欠欠. 团簇Co4P反应活性及催化性质的研究 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2021, 55(4): 583-588.
[8]
胡 强,许梦莹,Pier-Luc Tremblay,张 甜,. 碳布基底上Sn-Co双金属协同电催化CO2为甲酸 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2021, 55(3): 389-398.
[9]
严小妹,许 超,王浩强,张光旭. 钯-泡沫镍电极电催化还原脱硝络合液的研究 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2021, 55(3): 399-406.
[10]
陈 冉,王小凤,谭乐乐,肖 妮,陈金毅,. LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料对盐酸四环素的光催化性能研究 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2020, 54(6): 963-968.
[11]
杨梦丹,习 婧,代 悦,易 英,田希铭,甘梦琪,张冯欣嘉,殷以华. 酯酶响应性光活化纳米农药的制备与评价 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2020, 54(5): 798-804.
[12]
丁 榕,张光旭,石楷华,汪义超,叶云涛. 催化氧化合成过氧乙酸的本征动力学 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2019, 53(2): 229-236.
[13]
李胜楠,张光旭,韩 洋,李 莹. 挤条成型Mg/Sn/W复合氧化物催化剂制备及性能表征 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2018, 52(1): 63-69.
[14]
李 莹1, 邓 军1, 李胜楠1, 闫 捷2, 张国孟1, 桂绍庸1, 张光旭1. W/Sn/Mg复合氧化物催化合成过氧乙酸的工艺研究 [J]. 华中师范大学学报(自然科学版), 2017, 51(1): 56-61.
[15]
魏黛,刘向宇,吕中. Ag/BiOCl复合材料合成及光催化杀菌活性研究 [J]. , 2016, 55(4): 0-0.