ACS Catal：Fe@C限域催化剂实现催化氧化产物选择性调控

纳米技术

2021-04-08

含氧化学品是现代化学工业的重要化学品，但是在单一异相催化剂上进行选择性合成仍非常困难，有鉴于此，中科院大连化物所孙健等报道了一种限域Fe催化剂，通过草酸二甲酯DMO加氢反应调控生成乙醇、乙酸甲酯的反应平衡。Fe@C球状结构催化剂能够促进氢气在催化剂附近富集，从而能够实现产物在乙醇、乙酸甲酯之间调控。

本文要点：

（1）

催化剂合成。将硝酸铁、葡萄糖进行水热合成制备Fe@C催化剂。

（2）

催化性能。反应中生成乙醇（84.3 %）、乙酸甲酯（77.9 %）能够调控。当H₂/DMO的比例为20，反应中乙酸甲酯产物的选择性达到最高，这个数值是目前各种催化剂中进行DMO加氢催化中比例最低；当H₂/DMO的比例为180，反应中能够实现较好的乙醇选择性。

（3）

反应机理。在Fe@C催化剂中，Fe₅C₂催化剂是DMO加氢反应的催化活性中心，Fe₃O₄促进了在较低的H₂/DMO比例条件中间体（比如羟乙酸甲酯）的反应。

（4）

意义。Fe@C催化剂结构中的微球结构实现了改善的传质作用，能够提高反应物的利用。为进一步指导新型结构的用于合成气转化反应中加氢催化剂的设计。

参考文献

Yannan Sun, Qingxiang Ma, Qingjie Ge, and Jian Sun*, Tunable Synthesis of Ethanol or Methyl Acetate via Dimethyl Oxalate Hydrogenation on Confined Iron Catalysts, ACS Catal. 2021, 11, 4908–4919

DOI: 10.1021/acscatal.1c00339

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c00339