应用于光还原二氧化碳的金属有机限域空间超分子体系的构筑

批准号:
21531001
项目类别:
重点项目
资助金额:
290.0 万元
负责人:
段春迎
依托单位:
学科分类:
B01.合成化学
结题年份:
2020
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
何成、陈立勇、赵亮、杨林林、夏正强、于浩、吴金国、张飞利、王晓歌
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中文摘要
针对CO2光化学还原面临的科学问题,本项目拟通过自组装的方法,将具有良好氧化还原和CO2活化功能的金属有机大环体系为主体分子,通过主客体化学联结染料光敏剂,构建具有光化学还原CO2功能的新型超分子体系。探索组装过程中催化和还原活性中心的性能保持及作用位点预留等控制机制和影响因素,实现超分子体系的组装与功能可控;考察其空腔大小、构型和作用位点布局对光敏剂分子的识别与作用机制,在保持各功能的基础上实现新型主客体化合物的组装控制,在空间和结构上匹配和关联具有光催化和CO2还原功能单元;调配和优化主客体间电子结构和激发态能级,通过对光诱导电子转移途径的控制和光化学反应与催化转化反应间的动力学匹配,实现温和条件下CO2光催化还原;耦合合适的光氧化过程,保证光催化CO2还原高效率同时,优化氧化的过程与机制,形成完整的模拟体系,在不需要电子牺牲剂和质子源的基础上,实现CO2的固定、转化和资源化。
英文摘要
Carbon dioxide is a significant contributor to global climate change but also a potentially powerful C1 building block for fine and commodity chemicals. The chemical fixation and conversion of CO2 are of special interest from the viewpoint of environmental protection and carbon recycling. In this project, by using the metal-organic complexs with satisfactory redox activity and CO2 activation function as the molecular host, new supramolecular systems with function of photochemical reduction of CO2 was created by encapsulation the photosensitizers within the pocket of the metal-organic architectures. To keep the reserve functions of each part, the size, configuration and layout of the action sites of metal-organic architecture are well modified to matching the requirement of photosensitizer recognition. The pathway of the photoinduced electron transfer is well controlled by optimizing the electronic structure and excited energy level between host and guest. And high efficient supramolecular systems are achieved by further matching functions of photocatalysis and CO2 reduction directly. With coupling the high efficient photocatalytic CO2 reduction with a well-established oxidative reaction, new mimicking systems are created to target the chemical fixation and conversion of CO2 in mild condition without any electronic agent and proton source.
在国家自然科学基金的资助下,紧密联系当前金属-有机笼状化合物和框架材料发展的前沿与趋势,形成了富有特色的光催化二氧化碳还原研究方向。围绕项目的研究目标和拟解决的关键问题,循序渐进地展开金属-有机大环体系的可控组装、主客体超分子体系中光诱导电子转移过程的控制以及二氧化碳的活化转化等方面展开研究工作,通过精准调控金属-有机超分子体系构筑单元的空间结构和电子结构,建立具有催化及光活性等功能的金属-有机限域体系可控组装平台方法;利用限域空间特殊和可控的催化位点布局,调控激发态电子转移和能量传递的途径,实现对电子转移和光催化过程的精准控制;耦合多种催化活性基元,实现多步反应间的动力学协同,完成二氧化碳和烯烃等基础化学原料到高附加值精细化学品的“一锅法”制备,为精细化工催化转化过程的非均相化利用提供新的研究思路。项目执行期间,共发表SCI收录标注论文49篇;授权中国发明专利5项,成果作为重要部分获2019年度教育部高等学校自然科学科学一等奖(第一完成人),在国际学术会议做邀请报告12次;培养博士后2名、博士生7名、硕士生10名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Magnesium-regulated oxygen vacancies of nickel layered double hydroxides for electrocatalytic water oxidation
镍层状双氢氧化物的镁调节氧空位用于电催化水氧化
DOI:10.1039/c8ta04615h
发表时间:2018-10
期刊:Journal of Materials Chemistry A
影响因子:11.9
作者:Chen Liyong;Zhang Yingyue;Li Dezhi;Wang Yanxin;Duan Chunying
通讯作者:Duan Chunying
A thiourea-functionalized metal-organic macrocycle for the catalysis of Michael additions and prominent size-selective effect
硫脲官能化金属有机大环化合物用于催化迈克尔加成并具有显着的尺寸选择性效应
DOI:10.1039/c6dt04299f
发表时间:2017
期刊:Dalton Transactions
影响因子:4
作者:Yang Lu;Zhao Liang;Zhou Zhen;He Cheng;Sun Hui;Duan Chunying
通讯作者:Duan Chunying
Redox-active copper triangles as an enzymatic molecular flask for light-driven hydrogen production
氧化还原活性铜三角形作为光驱动制氢的酶分子烧瓶
DOI:10.1039/c7ra09285g
发表时间:2017
期刊:RSC Advances
影响因子:3.9
作者:Zhao Liang;Wei Jianwei;Zhang Feili;He Cheng;Zheng Sijia;Duan Chunying
通讯作者:Duan Chunying
Highly efficient solar steam generation of supported metal-organic framework membranes by a photoinduced electron transfer process
通过光诱导电子转移过程高效产生支撑金属有机骨架膜的太阳能蒸汽
DOI:10.1039/c8nr09080g
发表时间:2019-06-21
期刊:NANOSCALE
影响因子:6.7
作者:Chen, Liyong;Li, Dezhi;Duan, Chunying
通讯作者:Duan, Chunying
Redox-Active M8L6 Cubic Hosts with Tetraphenylethylene Faces Encapsulate Organic Dyes for Light-Driven H-2 Production
具有四苯乙烯面的氧化还原活性 M8L6 立方主体封装有机染料,用于光驱动 H-2 生产
DOI:10.1002/chem.201601447
发表时间:2016
期刊:Chemistry - A European Journal
影响因子:--
作者:Yang Linlin;Jing Xu;He Cheng;Chang Zhiduo;Duan Chunying
通讯作者:Duan Chunying
晶态材料中自旋多重稳态的调控与磁构效关系研究
- 批准号:91122031
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:250.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:段春迎
- 依托单位:
复杂混合价态无机固体材料的合成与性能
- 批准号:20871025
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:段春迎
- 依托单位:
国内基金
海外基金
