一种应用于催化CO2加氢制备N,N-二甲基甲酰胺的对金属位点催化剂及其制备方法

本发明属于热催化co2加氢领域，具体涉及一种高效催化co2加氢制备dmf的双金属位点催化剂的制备方法。

背景技术：

1、二氧化碳(co2)是大气中主要温室气体之一，也是丰富、安全、可再生的碳一资源。将co2催化转化为高附加值化学品不仅能改善人类长期依赖化石资源的困境，还能有效减少co2排放。n,n-二甲基甲酰胺(dmf)是一种年产百万吨级的平台化合物，是优良的溶剂以及重要的化工中间体。因此，以co2作为碳源，通过高效催化体系的构建实现co2加氢制备dmf具有重要意义。

2、目前，工业上dmf的合成方法主要是通过甲醇钠催化二甲胺和co直接反应生成dmf。此方法在实际生产中，存在着副产物较多、反应条件苛刻、可持续性较差的问题。而用co2加氢催化合成dmf则原料无毒、廉价，设备要求低，有利于减少碳排放量。因此，以co2作为碳源，代替传统化学工业使用的有毒且易挥发的酰基化试剂、光气和co，通过高效催化体系的构建，实现co2加氢制备dmf无疑是一条绿色、可持续的途径。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用于催化co2加氢制备dmf的均相对位点催化剂的制备方法，通过对配体进行功能化设计，促进金属与配体间的电子转移，并且可以同时活化反应物种，通过协同催化位点的作用增强催化性能和选择性。

2、一方面，本发明提供一种应用于催化co2加氢制备dmf的均相催化剂的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：

3、在惰性气体的保护下，在溶剂中将2-吡啶甲酸或6-羟基-2-吡啶甲酸与苯胺或间苯二胺进行反应，得到酰胺配体；

4、所述酰胺配体在中性条件下，加入金属配合物并加入预设量的溶剂进行反应，得到均相催化剂，所述均相催化剂为过渡金属催化剂。

5、在本发明的较佳实施例中，所述配体主要包括苯胺及其衍生物、吡啶及其衍生物、金属种类、配体oh官能团以及双金属催化位点。

6、另一方面，本发明提供一种应用于催化co2加氢制备dmf的均相催化剂，所述催化剂的通式如下：

7、

8、其中，m为金属中心(ir、ru、rh)。

9、在本发明的较佳实施例中，所述催化剂引入强供电子官能团oh基团，进行催化位点电子配位状态调控。

10、在本发明的较佳实施例中，所述催化剂金属中心成对存在，实现了对反应底物的同时活化。

11、使用本发明的制备方法制成的均相催化剂，即对位点金属催化剂对催化co2加氢制备dmf的具体原理及实现过程如下：

12、催化co2加氢制备dmf的整体反应体系由反应液、均相催化剂、反应气体和高压反应釜共同组成，将催化剂加入高压反应釜内衬中，并加入反应液，接通反应气体，通过多次加压-卸压来置换反应釜内的气体，加压至反应的目标压力，设置目标反应温度，开始反应，反应完毕后，取出反应液并通过气相色谱仪进行产物分析。

13、本发明的一种应用于催化co2加氢制备dmf的含oh对金属位点均相催化剂及其制备方法，相较于现有技术而言，具有以下

14、有益效果：

15、本发明精确构筑了均相催化剂，利用了对位点催化中心的可控设计，实现对反应底物的同时活化，提高了催化性能；此外，通过外层悬挂oh官能团，进一步拓质子化增强催化金属位点电子密度，进一步增强催化活性。

技术特征：

1.一种应用于催化co2加氢制备dmf的均相催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种应用于催化co2加氢制备dmf的均相催化剂的制备方法，其特征在于，所述配体主要包括苯胺及其衍生物、吡啶及其衍生物、金属种类、配体oh官能团以及双金属催化位点。

3.一种应用于催化co2加氢制备dmf的均相催化剂，其特征在于，采用如权利要求1或2所述的一种应用于催化co2加氢制备dmf的均相催化剂的制备方法制成，所述均相催化剂的结构如下：

4.如权利要求3所述的一种应用于催化co2加氢制备dmf的均相催化剂，其特征在于，引入强供电子官能团oh基团，进行催化位点电子配位状态调控。

5.如权利要求3所述的一种应用于催化co2加氢制备dmf的均相催化剂，其特征在于，所述金属中心成对存在，实现了对反应底物的同时活化。

技术总结
本发明属于催化CO<subgt;2</subgt;加氢领域，提供了一种应用于催化CO<subgt;2</subgt;加氢制备高附加值化学品N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)的均相催化剂及其制备方法，主要涉及一种可精确调控结构的对位点金属催化剂的制备方法，包括：首先，不同酰胺配体的精确设计合成；然后，分别将其与金属配合物进行催化位点的配位合成，制备所需催化剂。本发明精确构筑了含双OH对位点金属催化剂，利用了对位点催化中心的可控设计，实现对反应底物的同时活化，提高催化性能；此外，通过外层悬挂OH官能团，进一步拓质子化增强催化金属位点电子密度，进一步增强催化活性，可以作为新一类的高效催化CO<subgt;2</subgt;加氢材料，本发明采用均相催化体系，反应条件温和，易于操作，具有光明的工业化前景以及较大的产业化发展潜力。

技术研发人员：王林,周琪,李艳,程子昌,徐元康,张建超
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7