双金属协同催化MOF-74扩展结构高效实现烯烃与CO2氧化羧化反应

研究人员通过设计配体扩展型MOF-74框架M2(hob)，成功构建Mn/Zn双金属活性位点体系，在无溶剂条件下实现苯乙烯与CO2高效氧化羧化反应。最优催化剂Mn1Zn2(hob)在80°C、1.5 MPa条件下，5小时内获得94.1%转化率与55.5%碳酸亚乙酯（SC）选择性，其卓越性能源于MnIII氧化还原中心与双金属Lewis酸碱位点的协同作用，为CO2资源化利用提供新策略。

　　

这项突破性研究展示了如何通过精妙的分子工程改造金属有机框架(MOF)。科研团队设计合成了一系列配体扩展的MOF-74型材料M₂(hob)，其中可调控的Mn/Zn双金属组合与特殊设计的有机配体hob^4-共同构建出独特的催化微环境。

最引人注目的是Mn₁Zn₂(hob)催化剂的表现：在无溶剂反应体系中，仅需添加少量四丁基溴化铵(TBAB)作为助催化剂，就能将温室气体CO₂高效转化为高附加值化学品。反应机理研究表明，这种"三合一"催化体系的神奇之处在于：

1）Mn^III氧化还原中心像"分子开关"一样激活反应物

2）Zn²⁺位点作为Lewis酸位点"抓住"底物分子

3）金属-氧单元的弱碱性位点则像"分子钳"一样稳定反应中间体

该催化剂不仅对苯乙烯展现优异活性，还能兼容多种烯烃底物，且可循环使用6次以上性能不衰减。这项工作为开发"碳中和"型化工生产工艺提供了新思路，让令人头疼的温室气体CO₂变身为有用的化工原料。