多孔有机聚合物催化二氧化碳合成环状碳酸酯研究进展

陈亚举，任清刚，周贤太，纪红兵，

（1 广东石油化工学院化学学院，广东茂名 525000；2 广东石油化工学院材料科学与工程学院，广东茂名 525000； 3 中山大学化学学院精细化工研究院，广东广州 510275）

自1750 年工业革命以来，不断增长的人口、密集型工农业活动、土地利用和森林破坏等因素都促使大气CO2含量的急剧增加。据国际能源署于2019 年发布的最新统计显示，全球2018 年排放至大气中与能源相关的CO2量已持续增加至331 亿吨[1]。大气中快速增长的CO2不仅导致全球变暖，而且威胁着人类赖以生存的环境。CO2不仅是温室气体的主要成分，同时也是一种储量丰富、清洁、安全和可再生的碳一资源[2-3]。开发将CO2转化为化工基础原料、燃料和高分子的化学过程，是一条能有效消除大气中CO2和缓解能源危机的重要途径[4]。然而，CO2分子极其稳定，其发生化学反应需要克服其热力学能垒和动力学惰性[2]。因此，较高的能量输入也直接增加了CO2的排放，成为以上策略实施一个主要制约因素。

图1 CO2参与的典型有机反应

得益于绿色化学的快速发展，有关利用CO2为原料通过构建C―C、C―N、C―O 和C―H 键合成化学品的反应得到了飞速发展（图1）[5-8]。其中，在催化剂作用下，CO2与环氧化物通过环加成反应制备环状碳酸酯的反应能够在温和条件下发生，反应的推动力主要来源于环氧化物三元环环张力的释放。除此之外，该反应具有100%的原子经济性，且所生成的环状碳酸酯是一种能保证长期稳定的化合物，相比于其他化学品更符合碳存储的要求[9]。……