社会面临着巨大的挑战,以维持和改善世界上每个人的生活,涉及健康,环境,能源,食物,水,最后但并非最不重要的是和平。尽管许多方面在实现这些目标方面发挥了作用,但资源的可用性及其可持续用途仍处于保证社会福祉的最前沿。化学将是提供解决方案的主要力量,现在,如果没有化学在合成和催化中所做的贡献,世界就无法维持世界。尽管化学的进步取得了巨大进步,但随着世界不断增长的人口和减少的化石原料,仍需要开发新的合成方法和技术,以实现可再生资源作为化学生产基础的转型。催化在驱动化学过程中起着重要作用。然而,催化剂通常是基于通常比黄金稀少的贵金属,这使得它们被土壤丰富的金属替代,这是对未来的巨大需求。结合了光催化和流动化学等新兴技术,可再生原料用3D的金属催化剂的催化转化是最大的挑战之一,但也是几代人将获得可持续未来的最大希望之一。本课程将在可再生资源转换的背景下概述当前的合成和催化状态,重点是用3D-Metal的催化剂,例如Iron,Iron,cobalt,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickel,Nickelt,catalys,Palladium,Rhodium或Ruthenium等珍贵金属催化剂。
33。S. Mandal和A. H. E. Muller,Mater。 化学。 物理。 111,438(2008)。 https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2008.04.043S. Mandal和A. H. E. Muller,Mater。化学。物理。111,438(2008)。 https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2008.04.043111,438(2008)。https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2008.04.043
生物催化,使用天然催化剂(例如蛋白质酶)对有机化合物进行化学转化,已成为有机合成领域的关键技术。这种方法利用酶在轻度条件下催化反应的精致特异性和效率,为传统化学过程提供了可持续且环保的替代品。生物催化涉及使用天然催化剂(主要是酶)对有机化合物进行化学转化。生物催化的基本原理集中在酶的独特特性上,其中包括高特异性,效率和在轻度条件下运行的能力。理解这些原理对于欣赏如何利用有机合成和绿色化学的生物催化。
1韩国高级科学技术学院化学与生物分子工程系(KAIST),291,Daehak-ro,Yuseong-Gu,Yuseong-Gu,Daejeon 34141,韩国
化学通常研究物质的组成和性质,以及物质在不影响其组成元素的情况下能够经历的转变。几个世纪以来,这项研究仅集中于单个分子,在某种程度上还集中于简单的线性聚合物(一维)。然而,最近主要利用了通过网状化学在更高阶维度(二维和三维)中获得控制的能力。[1] 从这个意义上讲,多孔材料在分离、能量转换、存储、光电子和催化等各种过程中变得极为重要。[2–8] 其中,沸石被认为是社会发展的主要贡献者,因为它们易于获得、价格低廉、通过模板效应易于进行结构设计,并且在材料和材料领域应用广泛。
反应成分并防止流动管的降水,堵塞或结垢。7溶剂的教条使用 - 并且通常是不希望的有毒溶剂(例如DCM和DMF),已经建立了一种现状,其中合成化学家是合成的事实,其分子输入的大部分是对反应瓶(溶剂)的大部分输入(溶剂),最终是直接或间接地 - 直接或间接地 - 对原子质造成的含量。8可持续性指标的重要性越来越重要,例如原子经济,电子因素,过程质量强度以及工业路线设计和开发中的时空产量,9使研究人员能够详细研究“所需的输出”/““废物”二分法,因为在散装溶解中的使用在这些后两者中都具有重要的作用。因此,从反应培养基中完全消除它们的机会 - 从可持续化学的角度来看,将它们完全从反应培养基中删除的机会是非常相关的。10
尽管对二维(2D)材料的痕迹进行了几十年的研究,但可以确定其文艺复兴时期,即何时由Geim和Novoselov隔离并鉴于单层石墨烯,后者被授予诺贝尔物理学的发现。1,2从那时起,石墨烯的令人难以置信的特性启发了许多研究者,研究了广泛的可能应用。认识到,这种不同的特性与2D布置齐头并进,并加速了对其他2D材料的探索,其中包括金属基材料和无金属材料。近年来,由于无金属材料的材料成本较低,因此对2D金属材料的研究变得越来越宽。在此类材料的各种应用中,光催化是一个非常有吸引力的领域,它融入了“绿色化学”现代哲学的大多数方面,在该哲学中,将可持续性标准整合到化学生产中是核心使命。在这种情况下,利用太阳能的能量来触发化学转化,以代替更多能源密集型和较少的生态生产方案,这是迈向可持续性的重要一步。3,4尽管有希望的发现和对使用2D金属材料作为有机转化的光催化剂的高期望,但这些有趣的结构的全部潜力尚未被发现,并且了解结构/活动关系仍然需要