德纳化学

大连化物所突破甲醇直接制乙二醇技术

http://www.chem.hc360.com2018年03月30日08:08 来源:中国石油和化工T|T

    慧聪化工网讯:近日,大连化物所催化基础国家重点实验室邓德会研究员与厦门大学王野教授、程俊教授等合作在甲醇C-C键偶联直接制乙二醇的研究上取得新进展,相关研究成果发表在《自然-通讯》上。

    当前甲醇C-C键的偶联反应主要局限于羰基化反应和脱水偶联制备烯烃或芳香烃,即MTO或MTA过程,其特点是难以高选择性获得特定的产物。保留甲醇分子的C-OH键而选择性地活化C-H键生成乙二醇被公认为是化学领域最具挑战性的反应之一。

    鉴于此,邓德会研究团队在长期对二维MoS2催化材料的设计和表界面调控的基础上与厦门大学课题组合作,成功构建了多孔MoS2-foam修饰的CdS纳米棒催化剂,首次实现了可见光照射下甲醇的脱氢偶联制备乙二醇和氢气的反应,并通过设计集反应和分离为一体的反应器,实现乙二醇选择性高达90%、收率16%、量子效率5%(450nm)。

    进一步的理论计算和实验表征表明,CdS表面产生的光生空穴可以在不影响甲醇OH键的情况下,通过质子和电子协同转移(CPET)过程选择性地活化甲醇的C-H键,生成羟甲基自由基(·CH2OH)。MoS2-foam不仅可以有效促进CdS表面电子的转移,产生光生空穴,而且可以促进·CH2OH在MoS2-foam孔道里偶联生成乙二醇。

    所制备的MoS2-foam/CdS复合催化剂极大地促进了乙二醇的生成速率,其乙二醇的生成速率比单纯CdS提升了20余倍。该可见光驱动的甲醇转化新过程不仅提供了一种温和条件下乙二醇高效制备的方法,而且为存在羟基等官能团的小分子中惰性C-H键的选择活化开辟了一条新的途径。

责任编辑:叶丹

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