Nature Chem:使用水作为还原剂实现乙炔光催化绿色加氢制乙烯
纳米技术 纳米 2022-09-08

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从乙烯出发合成聚合物需要高纯度的乙烯原料(乙炔杂质的含量较少),通常处理乙炔杂质需要在高温条件使用H2和贵金属催化剂进行乙炔热催化加氢。这种反应过程不仅非常昂贵和高能耗,而且容易过度加氢生成乙烷。

有鉴于此,西北大学Emily A. Weiss报道一种光催化反应体系能够对非竞争性(反应物没有乙烯存在)/竞争性(同时存在乙烯和乙炔)的情况进行乙炔还原为乙烯,反应选择性高达≥99 %,在接近工业化的反应条件实现接近100 %的转化率。

本文要点

(1)

催化反应体系通过高丰度的Co基分子作为催化剂(CoTPPS,间-四(4-磺基苯基)卟啉酸钴(III)),反应在温和反应条件进行,反应通过[Ru(bpy)3]2+或者价格较低的有机半导体(多孔氮化碳)作为光敏剂,使用水分子作为质子供体,而且比目前的加氢催化反应相比,在选择性和符合可持续发展上都有优势。反应在室温进行、以水分子提供氢,避免了传统加氢反应在高温条件进行和H2作为还原剂。

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参考文献

Arcudi, F., Ðorđević, L., Schweitzer, N. et al. Selective visible-light photocatalysis of acetylene to ethylene using a cobalt molecular catalyst and water as a proton source. Nat. Chem. 14, 1007–1012 (2022)

DOI: 10.1038/s41557-022-00966-5

https://www.nature.com/articles/s41557-022-00966-5

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