兰州化物所实现二氧化碳定向转化合成DMF

近年来，中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室研究员石峰课题组致力于CO2催化活化和定向转化合成甲基胺及甲酰胺研究（ACS Sustainable Chem Eng,2017,5:5758;Chem Commun,2014,50:189;Chem Sci,2014,5:649;Chem Commun,2014,50:13521），成功创制出Pd/CuZrOx、Pd/Al2O3-NR-RD、Pd/C 以及CuAlOx等多相催化材料。

CO2活化转化铜基催化材料具有经济性好、环境友好等优点，但是往往面临着甲酰胺过度加氢生成甲基胺以致选择性差的问题。受均相催化配体调控产物选择性的启示，石峰课题组通过1,10-菲啰啉配体在CuAlOx表面聚合的方法制备出一类氮掺杂碳膜"固体配体"修饰的均多相融合催化材料，成功实现CO2/H2可控合成DMF 反应（Nature Communications,2019,DOI:10.1038/s41467-019-10633-y）。相比于CuAlOx 催化剂，层状碳"固体配体"修饰的CuAlOx，在CO2催化胺化制备DMF 中展现出很好的抑制DMF 进一步加氢形成三甲胺的性能。

进一步的DFT 计算结果表明，相比于裸露的Cu（111）面，DMF 在1,10-邻菲罗啉修饰后的Cu（111）面转化为三甲胺的各个中间态能垒显著增加，从而有效地降低了DMF 进一步加氢为三甲胺的可能性。

该工作为精准、可控合成具有特定活性位点的多相催化材料提供了一种有效的方法，并为均、多相催化剂的融合以及CO2的催化转化提供了重要的借鉴思路。