A széndioxid katalitikus aktiválása:  Reakciómechanizmusok elméleti tanulmányozása

Pápai Imre

MTA Kémiai Kutatóközpont, Kémiai Intézet, Elméleti Kémiai Osztály




 A széndioxid katalitikus aktiválására irányuló kutatások végsõ célja olyan szintetikus eljárások kidolgozása, melyek során a CO2 a vegyipar számára értékes vegyületté alakítható. A mintegy fél évszázada folyó kutatások napjainkban újra elõtérbe kerülnek, ugyanis nagy mennyiségû CO2 megkötésével és gazdaságos kémiai átalakításával a sikeres eljárások számottevõ szerepet játszhatnak a CO2 légköri koncentráciüjának szabályozásában.

 A CO2 molekula nagy stabilitása és inert sajátsága ellenére viszonylag könnyen koordinálódik átmenetifém-centrumokhoz, és a szénatomja nukleofil jellegû ligandumokkal kémiai kötést alakíthat ki. A CO2 telítetlen szénhidrogénekkel például, karbonsavakká vagy észterekké alakítható, de kopolimerizációs reakciók is megvalósíthatók. Elméleti tanulmányaink ilyen típusú reakciók C-C csatolási mechanizmusának feltárására irányul.

 A sûrûségfunkcionál elmélet alkalmazásával a vizsgált reakciókhoz modell potenciális felületet rendelünk, és a stacionárius helyek feltérképezésével azonosítjuk a reakció lehetséges köztitermékeit illetve a releváns átmeneti állapotokat. Számításaink alapján megbecsülhetõ az egyes elemi lépések aktiválási energiája, és ezáltal azonosítható a reakció sebességmeghatározó lépése. A reakció kimenetele szempontjából fontosnak tartott intermedierek elektronszerkezetére vonatkozó ismereteink elõsegíthetik új, hatékonyabb katalizátorok megtervezését.