中國科學(xué)院過程工程研究所成衛(wèi)國研究員課題組將多活性位點(diǎn)離子液體單體與咪唑基離子液體共聚，合成了一系列同時(shí)具有剛性基團(tuán)和柔性鏈段的高離子密度聚離子液體催化劑，并用于環(huán)加成反應(yīng)。具有優(yōu)異的催化性能。為聚離子液體催化劑的設(shè)計(jì)合成提供了一種新思路。
CO2作為豐富的可再生C1資源合成高附加值工業(yè)化學(xué)品是實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用的有效途徑。在眾多潛在的合成路線中，利用CO2合成環(huán)狀碳酸酯的反應(yīng)是最有希望實(shí)現(xiàn)CO2高效利用的路線之一，因此受到了廣泛關(guān)注。目前針對(duì)環(huán)加成反應(yīng)已開發(fā)了多種高效催化劑，如離子液體（ILs），有機(jī)堿，有機(jī)框架（COFs），金屬-有機(jī)框架等（MOFs）等，但這些催化劑存在催化效率低等缺陷。因此設(shè)計(jì)合成一種能有效的將二氧化碳轉(zhuǎn)化為環(huán)狀碳酸酯的新型催化劑仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。 聚離子液體作為一種綠色可持續(xù)的材料，將離子液體和聚合物骨架的優(yōu)勢相結(jié)合，在二氧化碳環(huán)加成反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的催化性能和易分離性能。但傳統(tǒng)的聚離子液體活性位點(diǎn)難以充分暴露且離子密度低，催化活性較差。 針對(duì)以上問題中國科學(xué)院過程工程研究所成衛(wèi)國研究員課題組設(shè)計(jì)并合成了一系列高離子密度聚離子液體。將具有多活性中心的離子液體單體作為聚合物骨架，并向其中引入柔性鏈段。其中的剛性結(jié)構(gòu)起到結(jié)構(gòu)支撐作用，而柔性鏈段可以在反應(yīng)液中充分伸展，有利于反應(yīng)分子的進(jìn)出，使活性位點(diǎn)被充分暴露。研究表明空間調(diào)控離子密度的策略有助于降低陰陽離子結(jié)合能，這有利于Br-的游離，從而提高催化活性。這些催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的CO2環(huán)加成催化性能，轉(zhuǎn)化率為98%，選擇性為99%。并且聚離子液體具有與均相催化劑相當(dāng)?shù)拇呋钚?。本研究為開發(fā)高效CO2轉(zhuǎn)化催化劑提供了新思路。 論文信息 High Density Poly(ionic liquid)s with Spatial Structure Regulation for Efficient Carbon Dioxide Cycloaddition Qianmeng Zhao, Xiaoqian Yao, Qian Su, Lili Deng, Jian Chen, Yunong Li, Li Dong, Zifeng Yang, Prof. Weiguo Cheng ChemCatChem DOI: 10.1002/cctc.202300754
