因为生物质和其衍生的分子通常具有高氧原子含量(30 %–50% 重量),所以含氧分子中 C-O 键的选择性转化反应是将生质转化为可再生燃料和化学品的关键步骤。由于生物质的负碳排放性质,这对于实现碳中和目标也很有意义。举例来说,塑料是世界上增长最快的散装材料类别之一,而其中三分之一的塑料垃圾最终成为陆地或海洋的污染源。有鉴于此,近年来,具有可生物降解性的生基塑料的开发,也给了在降低塑料碳足迹和实现二氧化碳负排放方面发挥关键作用等目标一线希望。其中,羟基链烷酸酯可视为是一类新的可生物降解的塑料单体和有价值的合成中间体。最近,中国科学院兰州化学物理研究所的李福伟课题组在Chem上发表了一种均相和多相催化偶联反应,其可将生物质衍生的呋喃选择性稳定升级为塑料单体。
图片来源:Chem
他们通过均相偶联羰基化和多相氢化方法,可从(半)纤维素衍生的呋喃中生产有价值的羟基链烷酸酯,前者有望实现高效的(周转数 >104)增碳过程,后者则在 8Ni / CeO2 催化剂的帮助下在固定反应器中具有前所未有的选择性 (>97%) 和稳定性 (>2,400 h)。
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该研究发现反应的进行是由催化剂中金属 Ni 和界面 Nin+–OV–Ce3+ 的双功能 Ni 位点实现的,其可分别与羰基化呋喃中的C = C和C2-O键相应串联氢化。
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总之,这项工作可为开发特定的碳生长策略,以及与串联工艺相匹配的多功能多相催化剂来促进生物质转化,提供一个良好的方向。
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参考文献:Selectiveand stable upgrading of biomass-derived furans into plastic monomers bycoupling homogeneous and heterogeneous catalysis
Chem (2021), https://doi.org/10.1016/j.chempr.2021.12.004
原文作者:Zelun Zhao, Guang Gao, Yongjie Xi, Jia Wang, Peng Sun, Qi Liu, Wenjun Yan, Yi Cui, ZhengJiang, and Fuwei Li*
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929421006355?via%3Dihub
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