得克萨斯A&M大学Manish Shetty等报道应用CH3OH的新型利用途径,发现使用可还原的ZnZrOx担载Cu催化剂,能够将聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶,PET)能够甲醇解,以接近定量的产率(~97 %)生成二甲基对苯二甲酸酯(DMT);而且CH3OH能够作为原位氢源,将二甲基对苯二甲酸酯催化转移氢解生成对二甲苯(240 ℃反应16 h,产率~63 %)。
在反应前后对催化剂的表面和体相表征,并且使用DFT理论计算,说明Cu/ZnZrOx界面起到活化CH3OH和活化DMT的双重作用,能够降低CH3OH脱氢和DMT氢解的能垒(比非氧化还原活性SiO2载体的效果更好)。
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热力学计算和担载量研究发现,气相的CH3OH对于DMT的氢解反应至关重要,而不是液相CH3OH。
此外,研究发现Cu/ZnZrOx催化剂能够对废弃的聚碳酸酯甲醇解和氢解,生成二甲酚(~38%)和甲基异丙基苯甲醚(~42%)。这项研究展示了这种催化剂氢解和甲醇解的方法对于聚合物增值化的应用前景。
参考文献
Ryan Helmer, Siddhesh S. Borkar, Aojie Li, Fatima Mahnaz, Jenna Vito, Michelle Bishop, Ashfaq Iftakher, M.M. Faruque Hasan, Srinivas Rangarajan, Manish Shetty, Tandem Methanolysis and Catalytic Transfer Hydrogenolysis of Polyethylene Terephthalate to p-Xylene over Cu/ZnZrOx Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202416384
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202416384