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厦大科学家运用富勒烯打通乙二醇常压合成“卡点”

2022-04-15 13:52:21  作者: 欧阳桂莲  来源: 东南网   责任编辑: 刘学佳   我来说两句
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富勒烯被誉为“纳米王子”(厦大供图)

东南网4月15日讯(通讯员 欧阳桂莲)以C60为代表的富勒烯被誉为“纳米王子”,在绿色能源、生物医药、催化剂等领域都具有重要的应用潜力,比如,能让你变美——在化妆品制备中作为抗氧化因子,也能让你变强——在太阳能电池中充当关键材料等等。近日,C60的另一角色——作为与过渡金属催化相结合的“电子缓冲剂”被厦大科学家揭晓。

4月15日,厦大谢素原院士、袁友珠教授团队在Science上发表了题为“Ambient-pressure synthesis of ethylene glycol catalyzed by C60-buffered Cu/SiO2”的研究成果,首次将C60作为电子缓冲剂改性铜基催化剂,打通了从合成气制备乙二醇的常压加氢催化技术难关,完成了在近常压和低于200℃的条件下草酸二甲酯加氢制备乙二醇的规模化试验。

富勒烯作为电子受体(抑或电子供体)与过渡金属催化剂结合并非全新课题,但将富勒烯作为电子缓冲剂与过渡金属催化剂结合,尚属首次。“该技术核心在于将C60与铜催化剂结合,实现了草酸二甲酯加氢制乙二醇从高压到常压的颠覆性催化性能提升,给碳团簇催化注入了新的生机。”谢素原说道。

成果的另一个关键点在于,在C60的缓冲下,草酸二甲酯加氢制备乙二醇将更加绿色、安全。有别于目前广泛使用的需要较高氢气压力的催化技术,该项研究成果可实现常压合成,这就意味着,可以大大减少氢气泄露、爆炸等安全隐患。除此之外,常压合成也能克服副反应较多且催化剂易失活等问题。

发展非石油线路的合成气制乙二醇技术具有重要战略意义。“乙二醇作为一类重要的化工原料,与对二甲苯衍生的对苯二甲酸聚合可生产出日常生活中广泛应用的聚酯纤维(涤纶)和塑料。此外,乙二醇还可用于汽车防冻液和工业溶剂等,与社会民生息息相关。”袁友珠说。

该项成果历经3代研究生的共同努力,得益于6个课题组的精诚合作,包括中科院福建物质结构研究所和厦门福纳新材料科技有限公司等单位有关专家的大力协助。Science还在同一期推介该成果,并指出这一研究成果将在学术界和产业圈产生重要影响,并将走向成熟。

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