众所周知，二氧化碳（CO₂）是一种丰富，无毒，廉价的原料，不仅可以用作有机合成中的C₁结构单元，而且还是造成全球变暖的主要原因。另一个严重的空气污染问题是酸雨，其是由燃料油中的硫化物燃烧造成的。为了解决这些问题人们已经投入了大量的精力，催化反应就是一个不错的选择。聚氧钒酸盐（POVs）具有高密度的路易斯酸（LA）活性位点和大量开放的甲氧基基团，是作为CO₂环加成反应和硫化物催化氧化非均相催化剂的无可争议的选择。有鉴于此，南京工业大学Yan Xu等经过合理设计和成功的分离，得到了一系列V₈簇，[（C₂N₂H₈）₄（CH₃O）₈V^IV₈O₁₂]·CH₃OH（V₈-1a），[（C₂N₂H₈）₄（CH₃O₄V^IV₄V^V₄O₁₆]·₄CH₃OH（V₈-1），[（C₃N₂H₁₀）₄（CH₃O）₄ V^IV₄V^V₄O₁₆]·₅H₂O（V₈-2），[（C₆N₂H₁₄）₄（CH₃O）₄V^IV₄V^V₄O₁₆]·₅CH₃OH·₂H₂O（V₈-3）。在合成过程中，使用了三种不同的路易斯碱（LB），乙二胺，1,2-二氨基丙烷和1,2-环己二胺来修饰LA{V₈}团簇，以形成四个转向的风车形构型。其中，V₈-1a中的钒原子为+4价（V^IV），而V₈-1〜3中的钒原子为V^IV和V^V的混合价态。磁性研究表明，四种化合物都存在V^IV离子之间的反铁磁耦合相互作用。实验发现，V₈-1在相对温和的条件下（70℃，0.5 MPa），对CO₂的环化成反应中具有高的催化活性。此外，V₈-1对硫化物的氧化也具有出色的催化活性。

Jia-Peng Cao, Yun-Shan Xue, Yan Xu*, et al. LA Dominant Windmill-Shaped V₈ Clusters: A Bifunctional Heter-ogeneous Catalyst for CO₂ Cycloaddition and Oxidation of Sulfides. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b11146

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b11146