SusChEM: Catalytic Activation of Small Molecules by Nickel and Iron Pincer Complexes

SusChEM:镍和铁钳配合物催化活化小分子

基本信息

  • 批准号:
    1464734
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 42万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-09-01 至 2018-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

With this award, the Chemical Catalysis Program of the Chemistry Division is funding Professor Hairong Guan of the University of Cincinnati to design, synthesize and study catalysts using earth-abundant metals, such as nickel and iron. Such metals are inexpensive and display promise as the basis for the catalysis of chemical processes that are industrially and economically important. Examples include the conversion of a primary greenhouse gas, carbon dioxide, to liquid fuels, the replacement of toxic reagents in pharmaceutical synthesis, and the release of hydrogen from a hydrogen-storage chemicals. Professor Guan is also developing research-based materials for a laboratory course focusing on catalysis, and providing research opportunities to American Chemical Society Project SEED students as well as to students from groups that are underrepresented in STEM fields. In this project, Professor Guan is studying pincer-ligated nickel complexes as catalysts for the hydrogenation of carbon dioxide to methanol using dihydrogen and the cyanomethylation of aldimines and epoxides to beta-amino nitriles and gamma-hydroxy nitriles. Related iron pincer complexes are being developed to catalyze the dehydrogenation of ammonia-borane, which exhibits desirable properties as a chemical hydrogen-storage material. The mechanistic details of these catalytic processes including the kinetics and thermodynamics of the elemental steps are being studied so that more active and robust catalysts can be designed rationally. Other broader impacts of the project include the development of a research-based laboratory course and collaborations with a primarily undergraduate institution and local chemical companies.
凭借该奖项,化学部的化学催化项目将资助辛辛那提大学关海荣教授利用地球上储量丰富的金属(例如镍和铁)设计、合成和研究催化剂。 此类金属价格低廉,并且有望作为工业和经济上重要的化学过程的催化基础。 例子包括将主要温室气体二氧化碳转化为液体燃料、替代药物合成中的有毒试剂以及从储氢化学品中释放氢气。 管教授还在为专注于催化的实验室课程开发基于研究的材料,并为美国化学会 SEED 项目的学生以及来自 STEM 领域代表性不足的群体的学生提供研究机会。 在这个项目中,关教授正在研究钳状连接的镍配合物作为催化剂,用于使用氢气将二氧化碳氢化为甲醇,以及将醛亚胺和环氧化物氰甲基化为β-氨基腈和γ-羟基腈。 相关的铁钳形配合物正在开发中,用于催化氨-硼烷的脱氢,其作为化学储氢材料表现出理想的性能。 正在研究这些催化过程的机理细节,包括基本步骤的动力学和热力学,以便可以合理设计更具活性和稳健的催化剂。 该项目的其他更广泛的影响包括开发基于研究的实验室课程以及与主要本科院校和当地化学公司的合作。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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  • 通讯作者:
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