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    CO2与环氧化物合成环状碳酸酯的催化体系研究进展

    Recent Progress in Catalytic Systems for the Cycloaddition of CO2 with Epoxides to Cyclic Carbonates

    • 摘要: CO2与环氧化物环加成制备环状碳酸酯是CO2资源化利用中兼具绿色化学特征与产业应用潜力的重要反应路径。该反应具有原子经济性高、副产物少、反应路线简洁等优势,所得环状碳酸酯可广泛用于锂离子电池电解液、极性非质子溶剂、精细化学品中间体及高分子材料前体等领域。然而,CO2分子热力学稳定性高、动力学惰性强,且环氧化物开环、CO2插入及碳酸盐中间体环化等关键步骤存在较高能垒,因此开发高效、稳定且过程友好的催化体系仍是该领域的核心问题。本文围绕CO2与环氧化物环加成反应的催化体系研究进展展开综述,系统梳理了金属配合物、有机盐、离子液体、N-杂环卡宾等均相催化体系,以及固载型离子液体、负载型金属配合物、金属有机框架、多孔有机聚合物、聚离子液体、金属氧化物、层状双氢氧化物、介孔硅基材料和碳基/碳氮材料等非均相催化体系。重点分析了Lewis酸碱协同、氢键活化、亲核开环、孔道限域、缺陷调控及多活性位点协同等催化机制对CO2富集、环氧化物活化和中间体稳定的作用规律。最后,指出未来应面向低CO2分压、温和反应条件和连续化应用需求,进一步阐明活性位点结构、孔道微环境与界面协同效应之间的构效关系,发展高效、低成本、易回收、长寿命且适于规模化应用的绿色催化体系。

       

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