您好, 歡迎來(lái)到化工儀器網(wǎng)
均多相融合選擇性催化制備生物基可降解聚酯單體——島津XPS用戶(hù)成果分享
?
團(tuán)隊(duì)介紹：
李福偉研究員團(tuán)隊(duì)
李福偉老師現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員，博士生導(dǎo)師，中科院特聘研究員，國(guó)家優(yōu)秀青年基金獲得者。2005年于中科院蘭州化學(xué)物理研究所夏春谷研究員組獲物理化學(xué)博士學(xué)位，隨后在中科院過(guò)程工程研究所張鎖江院士研究組從事綠色化工研究，2006年4月-2009年12月在新加坡國(guó)立大學(xué)化學(xué)系賀子森教授（Professor Andy Hor, 現(xiàn)香港大學(xué)副校長(zhǎng)）研究組開(kāi)展博士后研究。2010年入選中科院“百人計(jì)劃”并于同年獲擇優(yōu)支持，在蘭州化學(xué)物理研究所開(kāi)始獨(dú)立研究工作，研究領(lǐng)域?yàn)槊嫦蚯鍧嵞茉春拖冗M(jìn)合成的綠色催化，主要開(kāi)展功能含氮雜環(huán)化合物的高效催化合成以及可再生碳資源（生物質(zhì)、二氧化碳）的增值催化轉(zhuǎn)化研究。已發(fā)表研究論文80余篇，論文H因子30，其中2011年以來(lái)以通訊作者在Chem. Rev., Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catal., J. Catal., Appl. Catal. B: Environ., Green Chem.等期刊上發(fā)表50余篇論文。編著中英文專(zhuān)著2個(gè)章節(jié)，申請(qǐng)授權(quán)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利10余項(xiàng)。曾獲中國(guó)化學(xué)會(huì)催化委員會(huì)首屆“中國(guó)催化新秀獎(jiǎng)”（2012）、中科院院長(zhǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)（2005）等。2015年獲國(guó)家自然科學(xué)基金“優(yōu)秀青年基金”資助。
均多相融合選擇性催化制備生物基可降解聚酯單體
羥基脂肪酸酯（PHA）是制備生物可降解聚酯高分子材料的重要單體, 現(xiàn)有制備方法存在催化效率和選擇性低等不足。從可再生的生物基碳氧資源出發(fā),發(fā)展簡(jiǎn)便、高效、高選擇性的催化制備生物基羥基烷酸酯聚酯單體技術(shù)具有重要意義和潛在應(yīng)用價(jià)值。中科院蘭州化學(xué)物理研究所李福偉研究員團(tuán)隊(duì)從半纖維素下游產(chǎn)品糠醇出發(fā)，發(fā)現(xiàn)Pd與具有一定咬角結(jié)構(gòu)的雙膦配位后能夠高效、高選擇性地實(shí)現(xiàn)均相催化切斷糠醇的羥基C-O鍵，插入制備PHA所需要的羧酸酯官能團(tuán)，催化轉(zhuǎn)化數(shù)（TON）高達(dá)104以上。減壓蒸餾出呋喃乙酸酯產(chǎn)物后，催化劑可以循環(huán)使用二十次而不失活，為生物質(zhì)的“量體裁衣”增碳提供了一個(gè)新的方法。
圖1 利用原位XPS分析xNi/CeO2催化劑中Ni物種的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及演變規(guī)律
Science Technology
以糠醛衍生物呋喃乙酸的C-O鍵氫解制備6-羥基羧酸酯為例，開(kāi)發(fā)制備了非貴金屬催化劑Ni/CeO2，并表現(xiàn)出高的催化活性和穩(wěn)定性；如圖1所示，利用in situ XPS技術(shù)詳細(xì)分析了xNi/CeO2催化劑中Ni物種的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及Ni物種在制備過(guò)程中的演變規(guī)律，結(jié)果顯示8Ni/CeO2中存在金屬Ni0物種和界面Nin+-VO-Ce物種。研究了Ni/CeO2表界面Ni物種類(lèi)型及相對(duì)含量，發(fā)現(xiàn)催化劑界面Ni物種主要為Ni0和Niδ+，結(jié)合動(dòng)力學(xué)分析，推斷Ni0是C=C加氫的活性中心，而Niδ+是C-O氫解的活性中心。通過(guò)改變Ni負(fù)載量?jī)?yōu)化Ni0和Niδ+相對(duì)含量，實(shí)現(xiàn)C=C加氫和C-O氫解反應(yīng)速率的動(dòng)力學(xué)匹配，獲得理想催化性能。相較于傳統(tǒng)的石油基制備方法而言，其合成策略顯示出：高的原子經(jīng)濟(jì)性，高能源利用率，原料來(lái)源可持續(xù)，并避免了易爆過(guò)氧化物的使用。
參考文獻(xiàn)
Zelun Zhao, Guang Gao, Yongjie Xi, Jia Wang, Peng Sun, Qi Liu, Wenjun Yan, Yi Cui, Zheng Jiang, Fuwei Li*, Chem, 2022, 8, 1034-1049.
本文內(nèi)容非商業(yè)廣告，僅供專(zhuān)業(yè)人士參考。