方文浩课题组在Chem Commun报道糠醛常压加氢磁性催化剂

chuxin

如何精确调控共轭不饱和醛类分子中C=O与C=C双键的加氢位点及加氢程度，是长期困扰催化学家的一个难题。不饱和糠醛分子代表着可再生木质纤维素的基本化学结构单元，其选择加氢反应制备不饱和糠醇，即可作为生物炼制基础研究中的模型反应，又可作为应用研究中的增值反应。糠醇是一种高值生物质基化学原料，可用于生产特种树脂、燃料、农药、涂料、润滑剂等，应用范围涵盖化工、农林、医药、机械和建筑等众多国民经济核心领域。

       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），在100个大气压及200℃条件下，糠醇收率可达90%左右。但是，高温高压条件能耗大、风险高，且含致癌重金属Cr反应废液的排放会对水体和土壤造成不可逆转的严重损害。因此，发展能够在常压低温条件下高选择性转化糠醛到糠醇的绿色催化技术，是各国竞相攻克的课题。
       我校化工学院方文浩课题组首次设计合成了一种Ru-Co双金属活性中心，通过调变Ru/Co原子比和表面价电子密度，可诱导生成富电子Ru(0)中心和缺电子Co(0)-COX异质结中心，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，从而大幅提高了活性中心的催化效率。以水为反应溶剂，在常压及120℃条件下，所开发的CoRu-CoOX催化剂能将糠醛完全转化为糠醇（收率达100%）。多重态异质结具有强磁性，为粉末催化剂的物理分离提供了最为低廉便捷的途径。
相关成果以“A magnetic CoRu-COX nanocomposite efficiently hydrogenates furfural to furfuryl alcohol under ambient H2 pressure in water”为题发表在自然指数期刊Chemical Communications上（影响因子：6.164）。论文第一作者为2018级硕士生王永星，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（21603187，21763031）、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。
       论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cc/d0cc01039a#!divAbstract
       文章来源：云南大学
       方文浩，云南大学副教授。研究领域：新催化材料的制备与表征，分子层面催化反应机理的研究，生物质催化转化利用，能源与环境化学。现阶段工作内容侧重于构建高效环保的催化新材料与新工艺转化生物质及低碳原料制备有利于解决能源短缺以及环境污染问题的高附加值清洁化学品。