ACS Catalysis:双功能Pt-WOx/TiO2催化剂上多元醇加氢脱氧机理的研究
Nanoyu Nanoyu 2020-10-24


近年来,金属−金属氧化物催化剂已被证明是用于从生物可再生原料衍生的含氧化合物中加氢脱氧(HDO)制备高附加值化学品的优异催化剂。

近日,美国堪萨斯大学Alan M. Allgeier报道了通过在模型化合物1,2-戊二醇(1,2-PD)的HDO中进行同位素标记,研究了在Pt-WOx/TiO2催化剂上,水介质中1,2,6-己三醇(1,2,6-HT)转化为1,6-己二醇(1,6-HD)的反应。

文章要点

1所采用的技术包括在D2气体和D2O溶剂中掺入氘,催化剂表面与溶剂之间的同位素交换速率分析,以及动态同位素效应(KIEs)的观察。


2掺入氘以解决线性多元醇的加氢脱氧问题,可以在不改变反应条件的情况下提供了特定区域的分子洞察力(即活化位置)。补充和解决了非原位催化剂表征和那些没有考虑溶剂化的密度泛函理论(DFT)研究的一些不足。


3研究人员得到的在α-C和β-C中几乎完全掺入氘的结果与反向Mars−van Krevelen机制不一致,表明存在烯醇形成途径。同时,也获得了与氧碳正离子作为次要贡献者的中间性相一致的证据。


4研究人员对表面活化氢与水溶剂之间的易交换同位素进行了表征。水溶性烯烃四(乙二醇)二丙烯酸酯(TEGDA)在H2/D2O中的加氢反应表明还原产物中主要是氘而不是氢,证实了表面活性氢的快速交换。

这项研究中使用的方法澄清了目前存在争论的反应机理,这些研究结果也可以应用于其他涉及线性多元醇在金属−金属氧化物催化剂上的加氢氧化体系,以改进催化剂的设计和可持续原料的利用率。

Kyle J. Stephens, et al, A Mechanistic Study of Polyol Hydrodeoxygenation over a Bifunctional Pt-WOx/TiO2 Catalyst, ACS Catal. 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c03475

https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c03475


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