高效、选择性地裂解木质素中的C_aromatic-C键以提高单环芳香烃的产率是一项极具挑战性和吸引力的任务。研究人员先前报道了一种Ru/NbOPO₄催化剂，成功实现了一锅木质素转化中C-C和C-O键的催化裂解。然而，关于NbO_x物种在选择性C_aromatic-C裂解中的作用尚不清楚，因此需要深入研究。

有鉴于此，华东理工大学王海丰教授，郭勇副教授报道了通过与Ru/TiO₂、Ru/ZrO₂、Ru/Al₂O₃催化剂进行比较，重点研究了NbO_x负载的Ru催化剂上C_aromatic-C键断裂的催化机理。

文章要点

1）实验结果表明，Ru/Nb₂O₅催化剂具有较高的活性和较好的单环烃选择性。

2）漫反射红外傅里叶变换光谱（DRIFTS）和密度泛函理论（DFT）的计算分析结果显示：i）NbO_x不仅能通过苯环强吸附苯环己烷，而且能选择性地激活苯环与环己烷之间的C_aromatic-C键；ii）NbO_x能在H₃PO₄的辅助下促进苯基环己烷的质子化；iii）NbO_x能显著降低碳正离子中间体（C₆H₅(H)C₆H₁₁⁺）的C_aromatic-C键的断裂势垒。

这项研究对于促进新型高效催化剂的设计产生进一步的影响。

参考文献

L. Dong, J. Xia, Y. Guo, X. Liu, H. Wang, Y. Wang, Mechanisms of Caromatic-C bonds cleavage in lignin over NbOx-supported Ru catalyst, Journal of Catalysis (2021),

DOI: 10.1016/j.jcat.2021.01.001

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2021.01.001