可逆化学反应,如酯的工业生产,受平衡定律支配。为了提高酯化反应的产率,通常使用多余的反应物和脱水剂来推动反应。然而,这些方法不仅耗能大,而且对最终产品的分离造成额外的困难。
近日,南京大学朱嘉教授,Bin Zhu报道了展示了一种基于氧化石墨烯气凝胶(SGA)的界面光热催化酯化体系,该体系突破了酯化反应的化学平衡限制。
文章要点
1)这种界面光热催化设计充分利用了光热效应,使酯化反应界面上的产物及时脱除,并自发地促进了反应点周围较高的反应物浓度和较低的产物浓度,从而将酯化反应推向正向反应。
2)实验结果显示,在不增加化学反应进料比的情况下,实现了乙酸转化率(77%),比工业上常用的浓硫酸催化体系提高了近10%。更重要的是,在不添加额外试剂的情况下,可以最大限度地减少后续分离过程中的能耗,这有利于酯化反应的各种反应。
这种界面光热催化设计不仅为化工生产中酯的合成提供了一条新的途径,而且有利于各种可逆化学反应朝着可持续发展的方向发展。
参考文献
Yao, P., Gong, H., Wu, ZY. et al. Greener and higher conversion of esterification via interfacial photothermal catalysis. Nat Sustain (2022).
DOI:10.1038/s41893-021-00841-0
https://doi.org/10.1038/s41893-021-00841-0