三羰基锰配合物电催化还原CO 2 的理论研究

发布时间：2021-04-30 05:23

　　电化学还原CO₂制备燃料、燃料前体以及增值化学品是CO₂转化利用的有效方法之一。过渡金属配合物作为催化剂用于电化学还原CO₂,尤其使用廉价且含量丰富的锰配合物作为催化剂成为近年来研究的热点。当前该领域面临的主要挑战是改善分子催化剂的催化活性和降低过电势。调控分子催化剂的配体结构或者改变配体骨架,可以影响催化剂的电子和空间结构,进而调节催化还原电势和催化活性。此外,在第二配位层中引入功能化的基团可以增强分子内的相互作用进而提高催化反应速率和选择性。本文主要是利用密度泛函理论（DFT）对下面两个工作进行了机理的理论研究。在第一个体系中首先通过DFT计算研究了在弱Br?nsted酸辅助下,基于吡啶-噁唑啉配体的锰配合物电催化还原CO₂的反应机理。在此基础上,我们研究了一系列供电子和吸电子取代基对吡啶-噁唑啉锰配合物还原电势和催化活性的影响。计算结果表明,有吸电子取代基团的配合物还原电位更低,有利于降低反应的过电势。供电子取代的配合物则可以明显的改善催化活性。此外,我们还研究了双噁唑啉锰配合物电催化还原CO... 

【文章来源】：山东师范大学山东省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 论文选题的背景与意义
    1.2 锰配合物电催化还原CO_2 的研究进展
        1.2.1 三羰基锰配合物催化还原CO_2
        1.2.2 氢键供体的锰配合物催化还原CO_2
    1.3 特色创新
第二章 量子化学的发展与应用
    2.1 量子化学计算的发展史
    2.2 密度泛函理论
    2.3 量子化学计算方法与内容
        2.3.1 常见的泛函方法
        2.3.2 基组
        2.3.3 结构优化和频率计算
    2.4 前线分子轨道理论
    2.5 自然键轨道理论
第三章 吡啶-噁唑啉基的锰配合物电催化还原CO_2的理论研究
    3.1 引言
    3.2 计算方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 预催化剂(Cat1-Cat3)的两电子还原
        3.3.2 活性催化剂2 用于CO_2 还原的电催化机理
        3.3.3 配体对CO_2 电催化还原的影响
    3.4 结论
第四章 咪唑基辅助的Mn配合物电催化还原CO_2 的理论研究
    4.1 引言
    4.2 计算方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 弱Br?nsted酸辅助锰配合物1~+的催化机理
        4.3.2 咪唑基配合物的C2-H或 C5-H对催化反应的影响
        4.3.3 改变第二配位层中杂环对催化还原CO_2 的影响
    4.4 结论
第五章 总结与展望
参考文献
致谢



本文编号：3168920