Angesichts der doppelten Herausforderungen des anhaltenden Anstiegs der globalen Kohlenstoffemissionen und der zunehmenden Plastikverschmutzung ist die Entwicklung effizienter Katalysesysteme zur Durchführung der Öffnungs-Copolymerisation (ROCOP) von CO₂ mit Epoxiden zu einem Forschungsschwerpunkt im Bereich der grünen Polymerherstellung geworden. In dieser Studie wurde ein neuartiger dreizentrierter Porphyrin-Aluminium-Komplex (T-TPPAl) entworfen und synthetisiert, wobei ein Ligand mit einem starren, konjugierten Gerüst durch eine einstufige Acylierungsreaktion aufgebaut wurde, was die Synergieeffekte zwischen den aktiven Zentren deutlich verstärkte. Der Katalysator zeigte hervorragende katalytische Leistungen bei der Copolymerisation von CO₂ mit Propylenglykol (PO) mit einer maximalen Polycarbonatauswahl von 98,4 % und einem Carbonatgehalt von über 96,4 %. Die Studie zeigt, dass die katalytische Leistung eine signifikante Abhängigkeit vom CO₂-Druck aufweist: bei mittlerem Druck (3~7 MPa) werden hohe Selektivität und hoher Carbonatgehalt erreicht; unter überkritischen CO₂-Bedingungen wird die Synergie der aktiven Zentren verstärkt, wodurch die Aktivierung des Epoxids und die kontinuierliche Ringöffnungseinfügung erheblich beschleunigt werden, was zu einem Anstieg des Polyetheranteils und einem Rückgang des Carbonatgehalts führt, die Polycarbonatselektivität jedoch auf einem hohen Niveau bleibt. Die Studie entwickelte erfolgreich einen leistungsstarken multizentrischen Porphyrin-Aluminium-Katalysator, der eine theoretische Grundlage für die Steuerung der Struktur der Reaktionsprodukte und die Optimierung des Reaktionsprozesses bietet und gleichzeitig neue Wege und Richtungen für die industrielle Synthese grüner Polymermaterialien eröffnet.

Porphyrin-Aluminium-Komplex; synergistische Katalyse; Kohlendioxid; Propylenoxid; Öffnungs-Copolymerisation