電化學(xué)還原CO₂制備燃料、燃料前體以及增值化學(xué)品是CO₂轉(zhuǎn)化利用的有效方法之一。過渡金屬配合物作為催化劑用于電化學(xué)還原CO₂,尤其使用廉價(jià)且含量豐富的錳配合物作為催化劑成為近年來研究的熱點(diǎn)。當(dāng)前該領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)是改善分子催化劑的催化活性和降低過電勢。調(diào)控分子催化劑的配體結(jié)構(gòu)或者改變配體骨架,可以影響催化劑的電子和空間結(jié)構(gòu),進(jìn)而調(diào)節(jié)催化還原電勢和催化活性。此外,在第二配位層中引入功能化的基團(tuán)可以增強(qiáng)分子內(nèi)的相互作用進(jìn)而提高催化反應(yīng)速率和選擇性。本文主要是利用密度泛函理論（DFT）對下面兩個(gè)工作進(jìn)行了機(jī)理的理論研究。在第一個(gè)體系中首先通過DFT計(jì)算研究了在弱Br?nsted酸輔助下,基于吡啶-噁唑啉配體的錳配合物電催化還原CO₂的反應(yīng)機(jī)理。在此基礎(chǔ)上,我們研究了一系列供電子和吸電子取代基對吡啶-噁唑啉錳配合物還原電勢和催化活性的影響。計(jì)算結(jié)果表明,有吸電子取代基團(tuán)的配合物還原電位更低,有利于降低反應(yīng)的過電勢。供電子取代的配合物則可以明顯的改善催化活性。此外,我們還研究了雙噁唑啉錳配合物電催化還原CO... 

【文章來源】：山東師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 論文選題的背景與意義
    1.2 錳配合物電催化還原CO_2 的研究進(jìn)展
        1.2.1 三羰基錳配合物催化還原CO_2
        1.2.2 氫鍵供體的錳配合物催化還原CO_2
    1.3 特色創(chuàng)新
第二章 量子化學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用
    2.1 量子化學(xué)計(jì)算的發(fā)展史
    2.2 密度泛函理論
    2.3 量子化學(xué)計(jì)算方法與內(nèi)容
        2.3.1 常見的泛函方法
        2.3.2 基組
        2.3.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化和頻率計(jì)算
    2.4 前線分子軌道理論
    2.5 自然鍵軌道理論
第三章 吡啶-噁唑啉基的錳配合物電催化還原CO_2的理論研究
    3.1 引言
    3.2 計(jì)算方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 預(yù)催化劑(Cat1-Cat3)的兩電子還原
        3.3.2 活性催化劑2 用于CO_2 還原的電催化機(jī)理
        3.3.3 配體對CO_2 電催化還原的影響
    3.4 結(jié)論
第四章 咪唑基輔助的Mn配合物電催化還原CO_2 的理論研究
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 弱Br?nsted酸輔助錳配合物1~+的催化機(jī)理
        4.3.2 咪唑基配合物的C2-H或 C5-H對催化反應(yīng)的影響
        4.3.3 改變第二配位層中雜環(huán)對催化還原CO_2 的影響
    4.4 結(jié)論
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3168920