眾所周知，二氧化碳(CO₂)是造成溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w。隨著工業(yè)廢氣以及化石燃料的燃燒，其排放量也在逐年遞增，**變暖的情況也越來越嚴(yán)重，因此減少大氣中CO₂的含量刻不容緩。與此同時(shí)，CO₂也是一種碳資源，其具有儲(chǔ)量豐富容易被捕獲的優(yōu)點(diǎn)。所以如果能夠?qū)?/span>CO₂轉(zhuǎn)化為其它高附加值的物質(zhì)，不僅能緩解溫室效應(yīng)還能帶來經(jīng)濟(jì)效益。在CO₂的利用方法中，常用之一是將CO₂和氧化丙烯(PO)合成五元環(huán)碳酸酯，其可作為溶劑、萃取劑、吸收劑、電池電解液、電容介質(zhì)，是一種具有高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的合成產(chǎn)物。在傳統(tǒng)工藝中，用于該反應(yīng)合成的催化劑有金屬鹵化物、過渡金屬絡(luò)合物等。然而，這些常規(guī)的催化劑要么涉及復(fù)雜的生產(chǎn)流程，要么面臨催化條件太苛刻或催化效率低等問題。

離子液體（ILs）因其具有的寬電化學(xué)窗口、熱穩(wěn)定性好、毒性低、難揮發(fā)性等優(yōu)點(diǎn)在各個(gè)領(lǐng)域備受關(guān)注。與此同時(shí)，其作為催化劑來促進(jìn)反應(yīng)的**能力更是吸引了越來越多的人關(guān)注IL催化劑的制備。隨著對(duì)催化CO₂合成環(huán)狀碳酸酯的研究，發(fā)現(xiàn)氨基與羥基對(duì)CO₂催化合成環(huán)狀碳酸酯有催化活性，并且氨基還有吸收CO₂的能力。因此如果能夠設(shè)計(jì)合成出相應(yīng)的含氨基與羥基的離子液體，即可催化合成環(huán)狀碳酸酯。

基于以上情況，河北工業(yè)大學(xué)的李春利教授等人通過合成含有羥基與氨基的離子液體，并將其用于催化合成環(huán)狀碳酸酯，表現(xiàn)出良好的催化活性。

隨后通過量子化學(xué)計(jì)算先確定了更低能量的IL和PO化合物的穩(wěn)定和平衡結(jié)構(gòu)，并研究了IL和PO之間的相互作用能，發(fā)現(xiàn)兩者之間存在著氫鍵相互作用，然后通過分析表面靜電勢(shì)推測(cè)了該反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理。

綜上所述，雙官能團(tuán)的離子液體在相對(duì)溫和的條件下具有良好的催化性能，與單官能團(tuán)的離子液體相比，不僅具有較高的選擇性，而且具有較高的轉(zhuǎn)化率，達(dá)到80.1％。還通過量子化學(xué)計(jì)算分析了該反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理。該催化劑有望將來用于催化合成環(huán)狀碳酸酯。

原文鏈接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s11696-020-01053-0

原文作者：

Wenlin Zhang, Jiaming He, Bin Zhang, Yuxin Wang, Jinping Luo, Yongqi Zhao, Chunli Li

DOI: 10.1007/s11696-020-01053-0

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