由于CO₂的高排放所造成的環(huán)境影響,將CO₂轉(zhuǎn)化成有價值的工業(yè)品或前體引起人們的廣泛關(guān)注。利用過渡金屬均相催化劑將CO₂轉(zhuǎn)化為碳酸鹽、甲酰胺、甲醇和甲酸等有用的小分子是近年來發(fā)展較快的的課題。雖然已經(jīng)報道了幾種過渡金屬均相催化劑用于CO₂加氫的實驗和理論研究,但這些活性催化劑大多基于貴金屬催化劑。近年來,活性高、選擇性強的非貴金屬鐵催化劑的設(shè)計,有力地推動了CO₂轉(zhuǎn)化的科學(xué)進(jìn)展。本論文運用密度泛函理論(DFT)的研究方法,系統(tǒng)探索了一類含有脂肪族PNP配體的鐵催化劑用于CO₂加氫制甲酰胺和環(huán)狀碳酸酯加氫制甲醇的反應(yīng)機理。首先我們通過計算分別闡明了含N-H配體的PNP雙功能鐵催化劑和N配體甲基化的單功能鐵催化劑用于CO₂加氫制甲酰胺的機理途徑。整個反應(yīng)過程有三個步驟:(1)預(yù)催化劑活化,(2)CO₂氫化生成甲酸(HCOOH),(3)胺與HCOOH熱縮合生成甲酰胺。研究提出CO₂與雙功能預(yù)催化劑...

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 研究背景
    1.1 論文選題的背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)
        1.2.1 均相催化劑用于CO₂加氫制甲酰胺
        1.2.2 CO₂ 用于合成環(huán)狀碳酸酯
        1.2.3 CO₂ 加氫反應(yīng)的機理研究
    1.3 論文研究內(nèi)容和創(chuàng)新
第二章 理論與計算化學(xué)基礎(chǔ)
    2.1 密度泛函理論
    2.2 過渡態(tài)理論(Transition-state Theory,TST)
    2.3 自然原子軌道和自然鍵軌道(Natural Atomic Orbital and Natural Bond Orbital)
    2.4 前線軌道理論(Frontier Molecular Orbital)
第三章 Fe-PNP催化劑對CO₂加氫制甲酰胺的理論研究
    3.1 引言
    3.2 計算方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 預(yù)催化劑的活化
        3.3.2 CO₂ 氫化生成甲酸(HCOOH)
        3.3.3 胺與HCOOH熱縮合生成甲酰胺
        3.3.4 氨基甲酸酯絡(luò)合物的形成機理
        3.3.5 PN^MeP型 Fe、Ru、Mn催化劑的比較研究
        3.3.6 配體取代基對催化反應(yīng)的影響
    3.4 結(jié)論
第四章 Fe-PNP催化劑對環(huán)狀碳酸酯加氫制甲醇的理論研究
    4.1 引言
    4.2 計算方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 預(yù)催化劑去質(zhì)子化和異丙醇脫氫的機理
        4.3.2 活性催化劑催化環(huán)狀碳酸酯加氫
        4.3.3 Fe-PNP和 Mn-PNP催化性能分析
    4.4 總結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
碩士期間所獲科研成果
致謝



本文編號：3939915