苯、甲苯、二甲苯是最重要的化学品,但是制备苯、甲苯、二甲苯通常需要使用大量化石燃料,因此对环境造成严重的负担,而且可能导致能源危机。
有鉴于此,华南理工大学沈葵教授等报道构筑Pt1Sn1金属间耦合的多功能有序多孔SnO2催化剂。
当还原温度从200-350 ℃内逐渐升高,OM-SnO2(有序介孔SnO2)的表面首先形成Pt纳米粒子,随后转化为Pt3Sn1金属间纳米粒子(iNPs),最后形成Pt1Sn1 iNPs覆盖在SnO2表面。
构筑的Pt@OM-SnO2催化剂的Pt1Sn1 iNPs和富含缺陷的OM-SnO2能够作为高活性催化物种,将5-羟甲基呋喃转化为2,5-二甲基呋喃,而且能够以及2,5-二甲基呋喃与丙烯酸(acrylic acid)转化为二甲苯,两个反应的最高产率分别达到99.1 %和96.1 %。
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该反应实现了呋喃、呋喃甲醛、5-羟甲基呋喃甲醛的串联催化转化合成苯、甲苯、二甲苯,反应的最高产量分别达到94.6 %、94.2 %、95.2 %。这个催化反应是生物呋喃化合物生产二甲苯的新型串联反应体系。此外,这种催化剂具有优异的回收再利用能力和规模化,而且具有优异的活性/选择性,展示了可持续制备苯、甲苯、二甲苯的前景。
参考文献
Shoukang Xiao, Li Wang, Liyu Chen, Yingwei Li, Kui Shen, Tandem Upgrading of Bio-Furans to Benzene, Toluene, and p-xylene by Pt1Sn1 Intermetallic Coupling Ordered Mesoporous SnO2 Catalyst, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202415295
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202415295