纳米材料基多用途CO₂催化剂

CO₂捕集与转化一体化

将分子催化单元整合到纳米材料中，实现CO₂热催化、光催化和电催化转化的高效多用途催化剂。

Qiu, Lin · 李红茹 · 何良年

Accounts of Chemical Research 2023

技术优势

可轻松回收

将均相分子催化剂固定在固体纳米材料上，结合了均相催化的高活性和多相催化的易分离性。

选择性可调

通过调节孔道结构，可在特定反应中实现择形催化，提高目标产物选择性。

可用稀CO₂

聚吡咯的CO₂吸附能力使得电催化还原可以在稀释CO₂条件下进行，省去富集步骤。

应用场景

• CO₂催化转化：提供热催化、光催化、电催化多种CO₂转化路线，可生产环状碳酸酯、羧酸、噁唑烷酮等高值化学品。
• 光催化CO₂还原：将Re联吡啶、Fe卟啉等分子催化剂固定在多孔聚合物或胶束中，提高光催化CO₂还原的稳定性和效率。
• 电催化CO₂还原：将金属配合物与聚吡咯、Bi-MOF等导电基底复合，实现稀释CO₂电还原和CO₂与HMF的成对电解。
• 金属有机框架催化：MOF作为载体固定分子催化剂或直接作为催化剂，用于CO₂环加成、羧化等非还原转化。