目前,从糠醛到糠醇的大宗制备工艺依赖于Adkins催化剂(Cu-Cr复合氧化物),工作温度与压力较高(温度在200 °C,压力在10 MPa左右)。其生产工艺能耗大、风险高,且会产生含有致癌性的Cr重金属废液,难以处理。因此,发展在常压、低温条件下工作的高效催化体系,是实现糠醛高选择性转化增值为糠醇的绿色化学途径。
围绕上述应用导向,云南大学方文浩课题组在2020年初报道了首例具有磁性的糠醛加氢双金属催化剂及其在常压水相环境下的优异性能(Chemical Communications, 2020, 56, 3765-3768.)。该小组近期继续深入发掘这一体系的科学问题本质。研究发现,RuCo双金属磁性催化剂中的Ru/Co摩尔比和H2还原过程对调节催化剂的结构和RuCo之间的相互作用起着至关重要的作用。Ru的引入诱发了RuCo之间的电子转移。通过调节Ru/Co摩尔比,可诱导生成更多的富电子Ru0中心,其可以有效地吸附、活化糠醛分子中的羰基以及氢气分子,为催化反应提供更多高效的催化活性位点。H2还原过程促使催化剂的结构发生演变,使其形成Ru0(富电子)-Co0(缺电子)双金属活性中心,二者协同作用促进糠醛分子中C=O基与游离H2分子的吸附活化与反应,并抑制催化剂中CoO(111)晶面的生成(负责深度加氢生成2-甲基呋喃副产物),从而大幅提高了活性中心的催化效率以及对目标产物糠醇的选择性,且催化剂具有强磁性和优异的循环稳定性。该工作对于创制不饱和醛类选择加氢的磁性多相催化剂的策略具有重要指导意义。
相关成果以“Efficient hydrogenation of furfural to furfuryl alcohol by magnetically recoverable RuCo bimetallic catalyst”为题发表在Green Energy & Environment, 2020, in press(影响因子:6.395)。论文第一作者为2018级硕士研究生王永星,通讯作者为方文浩副教授,通讯单位为云南大学化工学院。该工作获得国家自然科学基金(21763031,22062025)、云南省“青千”、“优青”及“后备人才”项目,以及云南大学“青年英才计划”的资助。
参考资料:http://www.chem.ynu.edu.cn/info/1073/2047.htm
声明:化学加刊发或者转载此文只是出于传递、分享更多信息之目的,并不意味认同其观点或证实其描述。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。 电话:18676881059,邮箱:gongjian@huaxuejia.cn