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二氧化碳(CO2)是一种主要的人为温室气体,主要由化学、热电和钢铁工业以及运输等部门产生。大气层中CO2浓度的增加是导致诸多环境问题的主要原因,如全球变暖、海平面上升和全球气温升高。然而,CO2作为一种可再生的、廉价的和无毒的化学原料,可用来生产具有高附加值的化学品,进而降低碳浓度是一个非常理想的策略。五元环碳酸酯由于其优越的物理化学特性,如高沸点、高偶极矩和生物降解等性能而被广泛应用。由环氧化合物和CO2合成环碳酸酯是迄今为止研究较多的方法。然而,由于CO2的高热稳定性和动力学惰性,使其作为反应原料需要大量的能量投入,可能导致的结果是CO2浓度是一个净增长过程。因此,利用CO2作为C1构筑单元是一个长期的挑战。本文基于CO2固定反应机制,概述了各种类型的均相和多相催化剂在CO2固定反应合成精细化学品环状碳酸酯中的研究进展,包括有机催化剂、离子液体、金属有机框架化合物、多孔有机聚合物等。目前几乎所有类别催化剂均可以在室温和低压力下,以实验室规模成功地使用纯CO2将其固定到末端环氧化合物上,对于非末端环氧化合物通过更高的温度和压力以实现相应转化。同时,分析了催化剂在多取代环氧化合物或生物衍生环氧化合物转化、低浓度CO2转化和实现工业化三个方面所面临的挑战,并提出了未来相关研究努力的方向。
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会