近日，西安电子科技大学 “华山菁英副教授”梁广超博士和西安外事学院青年教师张敏博士对过渡金属钌基氢化物催化CO₂的均相捕获进行了策略创新，首次实施了SMADP数据驱动的简化机制方案（simplified mechanism-based approach with data-driven practice）在CO₂均相捕获中的应用。

作为一种具有潜在增值价值的C1原料，二氧化碳的开发与利用已成为可持续化工中的一个重要目标。在已报道中，过渡金属配合物催化CO₂的均相氢化被认为是一种可行且实用的CO2利用策略。然而，在CO₂的均相氢化过程中，作为重要一步反应，CO₂插入过渡金属氢化键（TM-H）这一过程却限制了CO₂均相氢化的广泛应用。对此，梁广超副教授和张敏博士对过渡金属钌基氢化物催化CO₂的均相捕获进行了策略创新，首次提出了SMADP数据驱动的简化机制方案（simplified mechanism-based approach with data-driven practice）。作者提出的SMADP数据驱动的简化机制方案包含了以下基本部分：(1) 建立反应机制；(2) 分析主成分；(3) 评估活性描述符；(4) 参数化和修正；(5) 活性建模和结构设计。

在本研究中，基于数据驱动实践的简化机理方法（SMADP）被用于理解过渡金属钌基氢化物催化剂在CO₂ 加氢过程中的催化活性。通过密度泛函理论（DFT）计算研究了CO₂插入过渡金属钌基氢化键的过程与机理，并获得了活性描述符，建立并评估了线性回归模型，实现了结构-活性的定量关系（QSAR）。研究表明CO₂插入Ru-H键是内层过程（inner sphere process），而与CO₂插入Ni-H键的外层过程（out-sphere process）截然不同。本文表明，在二氧化碳催化中，新型钌氢化物可能无法通过简单修改钌金属位点上的辅助配体而轻易实现。然而，在对过渡金属钌基氢化物捕获CO₂的机理的系统化认知的基础上，基于SMADP数据驱动智能化策略而获得的活性描述符被证明是理解过渡金属钌基氢化物催化CO₂加氢的催化活性的有效策略，并为过渡金属钌基氢化物催化剂的高效筛选提供了可靠依据。