分會

第二十一分會：二氧化碳資源化利用

摘要

利用光能將二氧化碳（CO2）轉化為高附加值化學品，在可再生能源轉化利用和減少溫室效應等方面具有重要應用前景。其中，甲酸、甲醇是氫能存儲的優(yōu)異載體，能夠解決氫能儲運能量密度不足且危險性大等問題。目前，CO2光催化還原產生的關鍵中間體以及基于碳氧鍵斷裂、物種插入與轉移的CO2活化和轉化機制仍處于探索階段。深入研究該反應的電子轉移動力學規(guī)律、活性位點結構演變規(guī)律、關鍵中間體反應性能規(guī)律，將為在分子水平上精準設計高選擇性催化劑提供重要理論依據，有利于實現光催化CO2向C1產物的高效定向轉化。 本工作選取Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, Os, Ir 和Pt作為單金屬組分引入到Ti-BPDC(2,2′-聯吡啶-5,5′-二羧酸)中，通過密度泛函理論計算CO2分子的吸附活化方式以研究新型Ti基MOFs材料對CO2的虜獲能力和錨定作用，確定CO2分子的吸附活化位點和電子轉移規(guī)律。通過能量路徑篩選，確定CO2還原制C1產物的關鍵中間體（HCOO*、COOH*、CO*），配體、金屬活性位點及其與吸附分子之間的電荷轉移機制，跟蹤金屬活性中心的價態(tài)變化，分析金屬與CO2分子之間的相互作用強弱，以及聯吡啶有機配體分子在光還原過程中對CO2活化和轉化的貢獻。本工作將CO2還原路徑中關鍵中間體的吉布斯自由能與限制電位相關聯繪制出構效關系火山曲線，預測出Ag/Ti-BPDC、Cr/Ti-BPDC對甲酸，Pd/Ti-BPDC對甲醇表現出較高的活性和選擇性。通過篩選和設計新型單原子金屬MOFs催化劑，調控定向轉化路徑和催化性能，為CO2在光催化條件下轉化為高附加值C1化學品提供理論基礎。

關鍵詞

CO2轉化;催化劑設計;鈦基MOFs;密度泛函理論

線上墻報僅限年會已繳費參會代表觀看。

您還沒有登錄，請您先 點擊這里登錄