格尔德·奥特曼| Pixabay
将二氧化碳转化为甲醇, 一种潜在的可再生替代燃料, 提供了一个同时形成替代燃料和减少二氧化碳排放的机会.
灵感来自自然发生的过程, 电子游戏软件的化学家团队使用多催化剂系统在最低温度下将二氧化碳转化为甲醇，具有高活性和选择性, 电子游戏正规平台人员在该杂志最近的网络版上发表了电子游戏正规平台报告 化学.
该团队的发现是通过在一个被称为金属有机框架的海绵状多孔晶体材料中构建的单一系统中安装多个催化剂而实现的, 主要作者、电子游戏软件化学副教授杰弗里·拜尔斯和弗兰克·特森说.
在海绵的作用下，不同的催化剂协同工作. 不用这种方法分离出具有催化活性的物质, 反应没有进行，也没有得到产物, 他们报告说.
这个团队的灵感来自于 细胞中的生物机制, 它们使用多组分化学反应效率很高, Tsung说.
杰弗瑞拜尔
弗兰克Tsung
该团队通过主客体化学的催化剂分离——“客体”分子被封装在“主体”材料中形成一种新的化合物——将二氧化碳转化为甲醇. 的方法, 灵感来自于自然界的多组分催化转化, 将温室气体转化为可再生燃料，同时避免对单一物种的高催化需求.
“我们通过将一种或多种催化剂封装在金属有机框架中，并将所得到的主客体结构与另一种过渡金属配合物串联在一起进行催化，从而实现了这一目标,他说。.
这个团队包括电子游戏正规平台生托马斯. 雷德和本科生恩里克·H. Adillon, 着手确定他们是否可以开发出一种方法来整合不相容的催化剂，以便在低温下高选择性地将二氧化碳转化为甲醇, 拜耳说.
电子游戏软件的电子游戏正规平台人员在一个系统中使用了三种不同的催化剂来转化, 分三步, 将温室气体二氧化碳转化为甲醇, 一种液体燃料，作为一种很有前途的储氢方法. 第一种催化剂将二氧化碳和氢转化为甲酸, 然后被第二种催化剂修饰成酯, 加入酒精添加剂并产生水的. 系统中的第三种催化剂, 哪一种催化剂通常与第一种催化剂不相容, 然后将酯转化为甲醇. 尽管使用了两种不相容的催化剂，但该团队能够在一个反应容器中进行多步骤反应，方法是将其中一种催化剂封装在一个多孔框架中，该框架同时充当第二种催化剂.
具体地说, 他们想知道，与目前基于过渡金属络合物的二氧化碳转化为甲醇的最先进系统相比，这种方法是否有特定的优势.
“在系统中，将多个过渡金属络合催化剂放置在正确的位置对反应的转变至关重要,拜尔斯说。. “同时, 包封这些催化剂允许在多组分催化系统的可回收性.”
这些特性使得多组分催化剂结构更具有工业意义, 这将为碳中和燃料经济铺平道路, 电子游戏正规平台人员说.
除了通过封装催化剂实现位点隔离外, 这导致了催化剂的活性和可回收性, 该团队发现了催化剂的自催化特性，使反应无需大量添加剂即可进行. 以前关于类似反应的大多数报告都使用了大量的添加剂, 但该团队的方法避免了这种必要性.
该团队计划进一步电子游戏正规平台封装方法和金属有机框架的模块化，以更深入地了解多组件系统并进一步优化它, 以及访问新的, 通过形成新的主客结构而产生的未被探索的反应性, Tsung说.
化学: “一种生物启发的多组分催化系统，用于自动催化将二氧化碳转化为甲醇”(DOI: 10.1016/j.chempr.2020.04.008)
Ed Hayward |大学传播| 2020年8月