随着世界范围内工业化进程的推进，CO₂过量排放带来的温室效应和环境问题引起了人们的关注。 在过去的几十年里，人们努力将CO₂转化为有价值的化学物质。然而，传统的电催化和光催化CO₂还原反应受产品附加值低、产率和选择性低等限制，在实际应用中受到很大限制。相比之下，热催化CO₂转化为高附加值化学物质是同时解决环境和能源问题的一种有吸引力的方法。在这些反应中， 以CO2和CH3OH为原料直接合成碳酸二甲酯(DMC)是目前最有前途的合成路线之一，在化工领域具有重要意义和广泛应用，甚至被认为是有机合成的新基石。

近日，中科大谢毅院士，Hongjun Zhang针对原子经济化学反应，首次提出了对CO₂向长链化学转化的深入理解，并揭示了相应的具体反应路线和关键中间体。

文章要点

1）研究人员通过构建表面空位团簇介导的固体受挫Lewis对（FLP）,实现了CO₂的100%原子经济高效化学转化为DMC。

2）正电子湮没谱证实了在制备的p-CeO₂-NR上存在丰富的FLP位点。 理论计算表明，CeO₂表面的FLP位点能有效地促进关键反应中间体(CH₃OCOO*)的生成和转化，从而促进DMC的生成。 更重要的是，原位漂移反映了DMC合成反应中所有中间体的形成过程。

3）由于大量FLP位点的存在，P-CeO₂-NR的DMC有效收率为15.3 mmol/g。

因此，本研究揭示了CeO₂上FLP用于CO₂转化合成DMC的深入机理，并为利用缺陷工程技术将CO₂化学转化为长链化合物提供了新的见解。 空位团簇介

导的FLP技术有望成为以CO₂为原料进行原子经济合成高附加值长链化学品的有效途径，并具有进一步的工业应用前景。

参考文献

Atom-Economical Synthesis of Dimethyl Carbonate from CO₂: Engineering Reactive Frustrated Lewis Pairs on Ceria with Vacancy Clusters Lei Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202214490

DOI: 10.1002/anie.202214490

https://doi.org/10.1002/anie.202214490