酮醇传统上是由化石资源经过多步骤生产的,由于其含有羰基和羟基,被认为是合成各种高附加值精细化学品的重要中间体。
近日,中科院广州能源研究所马隆龙教授,Qiying Liu报道了在W/Ni原子比为1.0~5.0的Ni-WOx/C催化剂上,实现了纤维素直接氢解C3-C4酮醇产物(羟丙酮和1(3)-羟基-2-丁酮)。
文章要点
1)实验结果显示,酮醇的产率强烈依赖于W/Ni比和催化剂退火温度。在碱性/酸性WOx物种和金属镍的最佳平衡下,酮醇的产率最高,为63%。
2)Ni的引入促进了碱性W5+位的形成,促进了Ni-WOx界面碱性位的形成。此外,碱性W5+和酸性氧空位(Vö)之间的协同作用可以激活目标C-O/C=O键,在界面Ni的辅助下促进葡萄糖和C3-C4醛中间体的异构化。
3)Ni-O-W-Vö界面上-OH和-C=O基团的协同吸附稳定了相邻的酮和羟基,保留了其他羟基进行氢解,得到了最终的C3-C4酮醇。
该研究工作拓展了纤维素生物质的应用范围,使得以木质生物质为原料绿色、可持续地合成高价值的C3-C4酮醇产品成为可能。
Haiyong Wang, et al, Selective C3-C4 Keto-alcohols Production from Cellulose Hydrogenolysis over Ni-WOx/C Catalysts,
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c02375