苯、甲苯、二甲苯是最重要的化學品,但是制備苯、甲苯、二甲苯通常需要使用大量化石燃料,因此對環境造成嚴重的負擔,而且可能導致能源危機。
有鑒于此,華南理工大學沈葵教授等報道構筑Pt1Sn1金屬間耦合的多功能有序多孔SnO2催化劑。
當還原溫度從200-350 ℃內逐漸升高,OM-SnO2(有序介孔SnO2)的表面首先形成Pt納米粒子,隨后轉化為Pt3Sn1金屬間納米粒子(iNPs),最后形成Pt1Sn1 iNPs覆蓋在SnO2表面。
構筑的Pt@OM-SnO2催化劑的Pt1Sn1 iNPs和富含缺陷的OM-SnO2能夠作為高活性催化物種,將5-羥甲基呋喃轉化為2,5-二甲基呋喃,而且能夠以及2,5-二甲基呋喃與丙烯酸(acrylic acid)轉化為二甲苯,兩個反應的最高產率分別達到99.1 %和96.1 %。
(2)
該反應實現了呋喃、呋喃甲醛、5-羥甲基呋喃甲醛的串聯催化轉化合成苯、甲苯、二甲苯,反應的最高產量分別達到94.6 %、94.2 %、95.2 %。這個催化反應是生物呋喃化合物生產二甲苯的新型串聯反應體系。此外,這種催化劑具有優異的回收再利用能力和規模化,而且具有優異的活性/選擇性,展示了可持續制備苯、甲苯、二甲苯的前景。
參考文獻
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