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資源與環境是人類生存和發展的基礎，目前資源短缺和環境問題日趨嚴重。如何使化學工業在創造物質財富的同時，不破壞人類賴以生存的環境，并充分節省資源和能源二氧化碳，實現可持續發展，是人類面臨的重大挑戰。

綠色化學作為前沿交叉學科，不僅傳承化學的理論與方法，而且在觀念上創新發展，要求利用化學原理從源頭上消除污染，合理使用資源，開發環境友好的技術與清潔工藝，設計安全、可生物降解的產品二氧化碳，貢獻于可持續發展。綠色化學是未來最重要的領域之一，是化學工業可持續發展的科學和技術基礎，是提高效益、節約資源和能源、保護環境的有效途徑。綠色化學的發展將帶來化學及相關學科的發展和生產方式的變革。在解決經濟、資源、環境三者矛盾的過程中，綠色化學具有舉足輕重的地位和作用。

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二氧化碳通過光合作用為我們人類提供了賴以生存的食物和材料。然而，自工業革命以來，大量二氧化碳排放導致空氣中二氧化碳濃度逐年升高，嚴重破壞了自然界的碳循環，由此帶來一系列嚴重的環境和社會問題，因此二氧化碳減排和資源化利用引起了全球的廣泛關注。

二氧化碳作為一種廉價易得、環境友好的可再生碳一資源，其資源化利用不僅可減少二氧化碳排放，而且可提供綠色的技術路線，對綠色與可持續發展意義重大。近二十年來，二氧化碳化學轉化研究發展迅速，尤其是納米材料、離子液體等新型功能材料的涌現為其化學轉化提供了新的發展契機，二氧化碳的資源化利用成為自然界碳循環的有力補充。

《二氧化碳化學轉化》一書正是在此背景下編寫而成，主要內容涵蓋CO2熱/電/光催化還原制備能源產品，催化轉化合成高附加值化學品，以及化學轉化制備聚合物和無機礦化材料等，著重介紹CO2化學轉化的催化基礎二氧化碳檢測儀，揭示CO2轉化的反應機制和化學鍵轉化規律，旨在為從事二氧化碳轉化基礎研究和技術研發的青年學子、研究者和企業家提供參考和指南，推動相關研究和技術的發展。

作者簡介：

劉志敏 中國科學院化學研究所研究員、中國科學院大學崗位教授、博士生導師，國家杰出青年科學基金獲得者，中組部“萬人計劃”科技領軍人才。

1997年畢業于中國石油大學（北京），獲博士學位。1997~1999年在中國科學院化學研究所從事博士后研究工作，出站后留在該所工作至今。2003年和2006年分別赴英國諾丁漢大學和日本東北大學開展合作訪問研究。兼任Elsevier出版社Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry主編、Sustainable Chemistry and Pharmacy副主編、Industrial& Engineering Chemistry Research國際顧問編委甲醇檢測儀，以及《物理化學學報》、《科學通報》、《過程工程學報》等學術刊物編委。

長期從事與超臨界流體、離子液體等綠色溶劑相關的研究工作，在基于綠色溶劑特性調控制備催化材料和催化二氧化碳化學轉化方面取得重要研究成果。迄今，發表研究論文270余篇，論文被他人引用10000余次，申請和獲授權國家發明專利30多項。先后承擔國家杰出青年科學基金項目、國家自然科學基金重大/重點/面上項目、科技部“973”計劃項目等多項科研項目。以第二完成人，獲國家自然科學獎二等獎和北京市科學技術進步獎二等獎各1項。2011年獲國家杰出青年科學基金資助，2015~2017年連續三年入選Elsevier中國高被引學者榜單，2016年入選科技部“創新人才推進計劃”重點領域團隊負責人，2018年入選國家“萬人計劃”科技創新領軍人才。內容簡介

二氧化碳熱力學穩定、動力學惰性，其活化與化學轉化通常需要較高的能量輸入。《二氧化碳化學轉化》一書的第1章介紹了二氧化碳的結構、性質和活化方法。采用熱催化化學方法，將二氧化碳轉化為能源產品和化學品是二氧化碳資源化利用的重要方面。新型表征技術和理論化學的發展使機理研究更加深入，在揭示二氧化碳中碳-氧鍵活化和轉化以及反應機理方面取得重要進展。本書第2、3章主要總結了熱催化轉化二氧化碳的研究成果，以合成產物為序，分別介紹反應路徑、催化體系以及催化反應機制等。

二氧化碳的光/電催化轉化是當今二氧化碳轉化研究中的前沿領域。利用光/電催化進行二氧化碳轉化，不僅可以解決二氧化碳加氫反應中氫的來源問題，而且可利用光/電可再生能源，因此引起了人們的廣泛重視。本書第4、5章分別介紹電/光催化還原二氧化碳制備能源產品和合成化學品的最新研究進展，在闡述基本原理基礎上，重點介紹催化反應體系，揭示光/電催化轉化二氧化碳的作用機制。

基于二氧化碳的聚合物材料和無機礦化材料綠色環保二氧化碳，可再生，廣受歡迎。本書第6、7章分別介紹二氧化碳制備聚合物及其礦化制備無機材料的研究成果，特別關注新技術的進展情況。

CO2作為綠色可再生的C1 資源，為重要能源產品、化學品和材料的制備提供了新的綠色路線。然而由于其熱力學穩定性和動力學惰性，CO2化學轉化仍然存在諸多挑戰，其資源化利用將是一項長期的重要工作。

道法自然，變廢為寶。祝愿從事二氧化碳資源化利用的人們，在享受探索樂趣的同時，發掘二氧化碳的巨大潛力，使其更好地造福人類。

本文摘編自劉志敏編著的《二氧化碳化學轉化》。

二氧化碳化學轉化

劉志敏 編著

（綠色化學前沿叢書）

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