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基于密度泛函理论，本文对镍杂氮卡宾络合物[(NHC)Ni0]2 和 (NHC)2Ni0分别催化还原CO2至CO的机理进行了详细的理论研究.通过对相关中间体和过渡态电子结构的优化及势能面的构建，我们确定了两种络合物俘获CO2的过程，发现多种CO2与过渡金属配位的新模式，证实了以共价键形式两个CO2分子首尾相连的二聚体的存在，并指出单核和双核镍杂氮卡宾络合物具有相同的CO2还原步骤，且该步骤是反应的决速步(～18.0 kcal/mol)；此外，研究还表明，反应过程多处涉及电子单三态的重排.这与在室温条件下该反应可快速发生，且溶液具有顺磁性的特征的实验观测是相一致的.