ACS Catal：单原子位点MoO2生物质有机醇催化转化机理

纳米技术

2022-01-08

由于可再生能源的重要性日益增强，人们对化学研究的关注从石油化学品逐渐转移到生物质以及乙醇平台分子的催化转化。为了实现此类反应，需要设计高催化活性和选择性的催化剂体系。设计这种高效催化剂体系的关键是理解催化反应机理。

有鉴于此，美国西北大学Tobin J. Marks、Yosi Kratish等报道研究担载于活性碳基底上的钼氧簇催化剂的结构和反应活性，讨论催化活性位点在催化醇的脱水反应过程中的机理。

本文要点：

（1）

作者发展了一系列生物质相关松油醇的三级醇、二级醇、一级醇在温和反应条件中的催化转化反应情况。

通过控制实验/动力学/动力学同位素效应/EXAFS/DFT计算等技术手段研究反应机理。发现：水分子的辅助效应在过渡态中起到非常关键的作用；通过实验同位素动力学测试和反应活化焓测试，分别为2.5和24.4 kcal/mol，结果很好的与计算结果符合；通过一系列理论计算研究，鉴定催化反应的中关键中间体是Mo-oxo-hydroxy-alkoxide和水分子笼与Mo-dioxo产生的长程配位作用，通过EXAFS验证了这种相互作用。

（2）

本文研究发展的催化剂结构、机理研究，为设计用于生物质转化的新型催化剂提供经验和指导。

参考文献

Jiaqi Li, Anusheela Das, Qing Ma, Michael J. Bedzyk, Yosi Kratish*, and Tobin J. Marks*, Diverse Mechanistic Pathways in Single-Site Heterogeneous Catalysis: Alcohol Conversions Mediated by a High-Valent Carbon-Supported Molybdenum-Dioxo Catalyst, ACS Catal. 2022, 12, 1247–1257

DOI: 10.1021/acscatal.1c04319

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c04319