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減少CO2排放和對有限化石資源的依賴，維持大氣中CO₂的平衡，尋找可持續(xù)的生產(chǎn)燃料和化學(xué)品的替代方法是一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)。一項(xiàng)倍受關(guān)注的策略是以捕獲的CO₂為碳源可持續(xù)地合成生物燃料和化學(xué)品。其中，在催化劑的存在下，以氫氣作為氫源，催化氫化使CO2轉(zhuǎn)化為能源或資源，使CO₂可以循環(huán)利用，減少CO₂排放、減緩溫室效應(yīng)，是解決當(dāng)前環(huán)境問題的一個(gè)重要手段，而氫氣可以通過光解水或電解水而獲得。近日，我院劉慶彬研究員在該領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)成果在線發(fā)表于Chem. Sci.（DOI: 10.1039/d0sc02942d (IF9.556)。

目前CO₂的利用，多數(shù)研究圍繞利用堿性物質(zhì)胺類化合物捕獲后，高效的合成甲醇，然后再由甲醇合成燃料或其他化學(xué)品，脂肪族甲酯可以用作生物燃料，芳香族甲酯則可做精細(xì)化學(xué)品。本課題獨(dú)辟蹊徑，設(shè)計(jì)了一種級聯(lián)策略：設(shè)計(jì)合成金屬釕催化劑，催化的CO₂加氫成甲醇后原位與羧酸縮合成甲基酯。實(shí)現(xiàn)了二齒膦釕配合物催化氫化CO₂并與羧酸原位高效縮合制備羧酸甲酯。同時(shí)提高了甲醇的轉(zhuǎn)化效率，TON值可達(dá)3263。生成的脂肪羧酸甲酯可用做生物柴油，實(shí)現(xiàn)了將CO₂一步轉(zhuǎn)化成液體燃料，同時(shí)合成的芳香族甲酯可作為精細(xì)化學(xué)品在香料、醫(yī)藥中間體和增塑劑等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本課題還提供了一種高效由CO2合成甲醇的新方法，不用于以往的胺類捕獲CO₂再合成甲醇，而是通過直接合成脂肪酸甲酯水解得甲醇，載體羧酸可以循環(huán)使用。該合成策略為解決CO₂的過度排放，為CO₂轉(zhuǎn)化成生物燃料和精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)提供一條簡潔、綠色、可持續(xù)發(fā)展的新途徑。該研究成果主要由博士生王征，碩士生李勇，趙紫薇等同學(xué)完成，得到了國家自然科學(xué)基金委、河北省自然科學(xué)基金等基金的支持。

劉慶彬河北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院研究員、博士生導(dǎo)師。1986年畢業(yè)于蘭州大學(xué)化學(xué)系獲學(xué)士學(xué)位，1989年蘭州大學(xué)有機(jī)化學(xué)專業(yè)畢業(yè)獲碩士學(xué)位，導(dǎo)師劉有成院士。2001年-2002年荷蘭TUDelft大學(xué)生物催化及有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室訪問學(xué)者，師從著名綠色化學(xué)家 R.A. Sheldon教授課題，課題組主要從事藥物分子尤其是手性藥物分子綠色合成工藝及方法學(xué)研究。主持與完成國家自然基金，國家八五攻關(guān)項(xiàng)目，河北省重大科技攻關(guān)項(xiàng)目；河北省自然基金、河北省科技攻關(guān)項(xiàng)目及橫向課題40余項(xiàng)，批準(zhǔn)新藥2個(gè)，申請國家專利20余項(xiàng)。獲河北省科技進(jìn)步三等獎一項(xiàng)。近年來，在Chem. Sci.；ACS Catal., Organic Lett. Green Chem.等重要學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文50余篇。多項(xiàng)成果已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。