分會(huì)

第二十一分會(huì)：二氧化碳資源化利用

摘要

利用光能將二氧化碳（CO2）轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品，在可再生能源轉(zhuǎn)化利用和減少溫室效應(yīng)等方面具有重要應(yīng)用前景。其中，甲酸、甲醇是氫能存儲(chǔ)的優(yōu)異載體，能夠解決氫能儲(chǔ)運(yùn)能量密度不足且危險(xiǎn)性大等問(wèn)題。目前，CO2光催化還原產(chǎn)生的關(guān)鍵中間體以及基于碳氧鍵斷裂、物種插入與轉(zhuǎn)移的CO2活化和轉(zhuǎn)化機(jī)制仍處于探索階段。深入研究該反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)規(guī)律、活性位點(diǎn)結(jié)構(gòu)演變規(guī)律、關(guān)鍵中間體反應(yīng)性能規(guī)律，將為在分子水平上精準(zhǔn)設(shè)計(jì)高選擇性催化劑提供重要理論依據(jù)，有利于實(shí)現(xiàn)光催化CO2向C1產(chǎn)物的高效定向轉(zhuǎn)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(lián)吡啶-5,5′-二羧酸)中，通過(guò)密度泛函理論計(jì)算CO2分子的吸附活化方式以研究新型Ti基MOFs材料對(duì)CO2的虜獲能力和錨定作用，確定CO2分子的吸附活化位點(diǎn)和電子轉(zhuǎn)移規(guī)律。通過(guò)能量路徑篩選，確定CO2還原制C1產(chǎn)物的關(guān)鍵中間體（HCOO*、COOH*、CO*），配體、金屬活性位點(diǎn)及其與吸附分子之間的電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制，跟蹤金屬活性中心的價(jià)態(tài)變化，分析金屬與CO2分子之間的相互作用強(qiáng)弱，以及聯(lián)吡啶有機(jī)配體分子在光還原過(guò)程中對(duì)CO2活化和轉(zhuǎn)化的貢獻(xiàn)。本工作將CO2還原路徑中關(guān)鍵中間體的吉布斯自由能與限制電位相關(guān)聯(lián)繪制出構(gòu)效關(guān)系火山曲線(xiàn)，預(yù)測(cè)出Ag/Ti-BPDC、Cr/Ti-BPDC對(duì)甲酸，Pd/Ti-BPDC對(duì)甲醇表現(xiàn)出較高的活性和選擇性。通過(guò)篩選和設(shè)計(jì)新型單原子金屬M(fèi)OFs催化劑，調(diào)控定向轉(zhuǎn)化路徑和催化性能，為CO2在光催化條件下轉(zhuǎn)化為高附加值C1化學(xué)品提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞

CO2轉(zhuǎn)化;催化劑設(shè)計(jì);鈦基MOFs;密度泛函理論

線(xiàn)上墻報(bào)僅限年會(huì)已繳費(fèi)參會(huì)代表觀(guān)看。

您還沒(méi)有登錄，請(qǐng)您先 點(diǎn)擊這里登錄