光激活的金属催化剂有选择地将二氧化碳转换为工业化学

美国能源部(DOE)布鲁克黑文国家实验室的化学家设计了一种新的方法,将大量的二氧化碳(CO2)转换为甲酸盐(HCO2-),一种用作燃料的工业化学物质,用作抗菌/抗真菌药物,并制造药物。他们的反应使用光激活的金属中心催化剂来促进化学转化所需的电子和质子的转移。

来源:英国物理学家网首页
一个图形显示催化剂的金属(绿球)中心的配体(圆圈)如何驱动二氧化碳(CO2)的选择性转换为甲酸(HCO2-)。这种基于配体的反应通过防止不必要的副反应来最大化该工业重要产物的产量。学分:AndressaMüller/Brookhaven国家实验室
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美国能源部(DOE)布鲁克黑文国家实验室的化学家设计了一种新的方法,将大量的二氧化碳(CO2)转换为甲酸盐(HCO2-),一种用作燃料的工业化学物质,用作抗菌/抗真菌药物,并制造药物。他们的反应使用光激活的金属中心催化剂来促进化学转化所需的电子和质子的转移。

“我们正在采用诸如二氧化碳之类的便宜和丰富的东西,并添加电子和质子将其转换为有用的东西,”刚刚在《美国化学学会杂志》上发表的研究的主要作者赛·普特·德·德赛(Sai Puneet Desai)说。

已发布 美国化学学会杂志

在某些方面,该过程模仿光合作用,一系列反应植物用来将二氧化碳和水转化为糖,这是其主要的燃料来源。 Desai说:“在我们的反应和光合作用中,质子和电子的转移都是通过光直接或间接促进的。”

“您可以将其视为将光能量存储在化学键中,”合着者AndressaMüller补充说。

添加配体添加控制

与Desai,Müller和Brookhaven Lab的其他人工光合作用组开发的方法相比,将CO2转换为有用的化学物质的其他尝试相比,该方法具有扭曲,或者是扩展。

为了控制选择性并避免不必要的侧面反应,团队用配体包围了他们的金属中心。

计算,实验贡献了关键见解

计算化学 电子密度 催化剂 激光 更多信息: doi:10.1021/jacs.5c04611 期刊信息: