蘭州化物所實現(xiàn)二氧化碳定向轉(zhuǎn)化合成DMF

近年來，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室研究員石峰課題組致力于CO2催化活化和定向轉(zhuǎn)化合成甲基胺及甲酰胺研究（ACS Sustainable Chem Eng,2017,5:5758;Chem Commun,2014,50:189;Chem Sci,2014,5:649;Chem Commun,2014,50:13521），成功創(chuàng)制出Pd/CuZrOx、Pd/Al2O3-NR-RD、Pd/C 以及CuAlOx等多相催化材料。

CO2活化轉(zhuǎn)化銅基催化材料具有經(jīng)濟(jì)性好、環(huán)境友好等優(yōu)點，但是往往面臨著甲酰胺過度加氫生成甲基胺以致選擇性差的問題。受均相催化配體調(diào)控產(chǎn)物選擇性的啟示，石峰課題組通過1,10-菲啰啉配體在CuAlOx表面聚合的方法制備出一類氮摻雜碳膜"固體配體"修飾的均多相融合催化材料，成功實現(xiàn)CO2/H2可控合成DMF 反應(yīng)（Nature Communications,2019,DOI:10.1038/s41467-019-10633-y）。相比于CuAlOx 催化劑，層狀碳"固體配體"修飾的CuAlOx，在CO2催化胺化制備DMF 中展現(xiàn)出很好的抑制DMF 進(jìn)一步加氫形成三甲胺的性能。

進(jìn)一步的DFT 計算結(jié)果表明，相比于裸露的Cu（111）面，DMF 在1,10-鄰菲羅啉修飾后的Cu（111）面轉(zhuǎn)化為三甲胺的各個中間態(tài)能壘顯著增加，從而有效地降低了DMF 進(jìn)一步加氫為三甲胺的可能性。

該工作為精準(zhǔn)、可控合成具有特定活性位點的多相催化材料提供了一種有效的方法，并為均、多相催化劑的融合以及CO2的催化轉(zhuǎn)化提供了重要的借鑒思路。