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資源與環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，目前資源短缺和環(huán)境問題日趨嚴(yán)重。如何使化學(xué)工業(yè)在創(chuàng)造物質(zhì)財富的同時，不破壞人類賴以生存的環(huán)境，并充分節(jié)省資源和能源二氧化碳，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。

綠色化學(xué)作為前沿交叉學(xué)科，不僅傳承化學(xué)的理論與方法，而且在觀念上創(chuàng)新發(fā)展，要求利用化學(xué)原理從源頭上消除污染，合理使用資源，開發(fā)環(huán)境友好的技術(shù)與清潔工藝，設(shè)計安全、可生物降解的產(chǎn)品二氧化碳，貢獻(xiàn)于可持續(xù)發(fā)展。綠色化學(xué)是未來最重要的領(lǐng)域之一，是化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)，是提高效益、節(jié)約資源和能源、保護(hù)環(huán)境的有效途徑。綠色化學(xué)的發(fā)展將帶來化學(xué)及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展和生產(chǎn)方式的變革。在解決經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境三者矛盾的過程中，綠色化學(xué)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?nèi)祟愄峁┝速囈陨娴氖澄锖筒牧?。然而，自工業(yè)革命以來，大量二氧化碳排放導(dǎo)致空氣中二氧化碳濃度逐年升高，嚴(yán)重破壞了自然界的碳循環(huán)，由此帶來一系列嚴(yán)重的環(huán)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(guān)注。

二氧化碳作為一種廉價易得、環(huán)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(shù)路線，對綠色與可持續(xù)發(fā)展意義重大。近二十年來，二氧化碳化學(xué)轉(zhuǎn)化研究發(fā)展迅速，尤其是納米材料、離子液體等新型功能材料的涌現(xiàn)為其化學(xué)轉(zhuǎn)化提供了新的發(fā)展契機，二氧化碳的資源化利用成為自然界碳循環(huán)的有力補充。

《二氧化碳化學(xué)轉(zhuǎn)化》一書正是在此背景下編寫而成，主要內(nèi)容涵蓋CO2熱/電/光催化還原制備能源產(chǎn)品，催化轉(zhuǎn)化合成高附加值化學(xué)品，以及化學(xué)轉(zhuǎn)化制備聚合物和無機礦化材料等，著重介紹CO2化學(xué)轉(zhuǎn)化的催化基礎(chǔ)二氧化碳檢測儀，揭示CO2轉(zhuǎn)化的反應(yīng)機制和化學(xué)鍵轉(zhuǎn)化規(guī)律，旨在為從事二氧化碳轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)的青年學(xué)子、研究者和企業(yè)家提供參考和指南，推動相關(guān)研究和技術(shù)的發(fā)展。

作者簡介：

劉志敏 中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員、中國科學(xué)院大學(xué)崗位教授、博士生導(dǎo)師，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者，中組部“萬人計劃”科技領(lǐng)軍人才。

1997年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京），獲博士學(xué)位。1997~1999年在中國科學(xué)院化學(xué)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(xué)和日本東北大學(xué)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(xué)學(xué)報》、《科學(xué)通報》、《過程工程學(xué)報》等學(xué)術(shù)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(guān)的研究工作，在基于綠色溶劑特性調(diào)控制備催化材料和催化二氧化碳化學(xué)轉(zhuǎn)化方面取得重要研究成果。迄今，發(fā)表研究論文270余篇，論文被他人引用10000余次，申請和獲授權(quán)國家發(fā)明專利30多項。先后承擔(dān)國家杰出青年科學(xué)基金項目、國家自然科學(xué)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(xué)獎二等獎和北京市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎各1項。2011年獲國家杰出青年科學(xué)基金資助，2015~2017年連續(xù)三年入選Elsevier中國高被引學(xué)者榜單，2016年入選科技部“創(chuàng)新人才推進(jìn)計劃”重點領(lǐng)域團(tuán)隊負(fù)責(zé)人，2018年入選國家“萬人計劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。內(nèi)容簡介

二氧化碳熱力學(xué)穩(wěn)定、動力學(xué)惰性，其活化與化學(xué)轉(zhuǎn)化通常需要較高的能量輸入。《二氧化碳化學(xué)轉(zhuǎn)化》一書的第1章介紹了二氧化碳的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和活化方法。采用熱催化化學(xué)方法，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為能源產(chǎn)品和化學(xué)品是二氧化碳資源化利用的重要方面。新型表征技術(shù)和理論化學(xué)的發(fā)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(zhuǎn)化以及反應(yīng)機理方面取得重要進(jìn)展。本書第2、3章主要總結(jié)了熱催化轉(zhuǎn)化二氧化碳的研究成果，以合成產(chǎn)物為序，分別介紹反應(yīng)路徑、催化體系以及催化反應(yīng)機制等。

二氧化碳的光/電催化轉(zhuǎn)化是當(dāng)今二氧化碳轉(zhuǎn)化研究中的前沿領(lǐng)域。利用光/電催化進(jìn)行二氧化碳轉(zhuǎn)化，不僅可以解決二氧化碳加氫反應(yīng)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(chǎn)品和合成化學(xué)品的最新研究進(jìn)展，在闡述基本原理基礎(chǔ)上，重點介紹催化反應(yīng)體系，揭示光/電催化轉(zhuǎn)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(huán)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(guān)注新技術(shù)的進(jìn)展情況。

CO2作為綠色可再生的C1 資源，為重要能源產(chǎn)品、化學(xué)品和材料的制備提供了新的綠色路線。然而由于其熱力學(xué)穩(wěn)定性和動力學(xué)惰性，CO2化學(xué)轉(zhuǎn)化仍然存在諸多挑戰(zhàn)，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(fā)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(xué)轉(zhuǎn)化》。

二氧化碳化學(xué)轉(zhuǎn)化

劉志敏 編著

（綠色化學(xué)前沿叢書）

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