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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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劉志敏課題組在催化聚酯水解加氫制備二醇方面取得新進(jìn)展
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劉志敏課題組在催化聚酯水解加氫制備二醇方面取得新進(jìn)展 發(fā)布時間：2024-07-27【字體： 大 中 小 】【打印】 【關(guān)閉】 退役聚酯的化學(xué)回收利用對可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，也為獲取各種含氧化學(xué)品提供了新途徑，但普遍存在效率低或分離困難等問題。通過水解加氫，可有效實(shí)現(xiàn)聚酯的解聚和轉(zhuǎn)化，從而回收有價值的產(chǎn)品。在這一過程中，關(guān)鍵的科學(xué)問題在于如何有效激活并轉(zhuǎn)化聚酯主鏈中的酯基化學(xué)鍵，使其通過水解步驟釋放出對應(yīng)的醇和酸，并進(jìn)一步通過反應(yīng)將羧酸基團(tuán)轉(zhuǎn)化，從而生成單一的目標(biāo)產(chǎn)品。 在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院的支持下，化學(xué)研究所膠體、界面與化學(xué)熱力學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、碳中和化學(xué)中心劉志敏課題組圍繞退役聚酯的化學(xué)回收利用，發(fā)展了聚酯塑料降解反應(yīng)的多種新路徑（Nat. Commun., 2024,15,712;Nat. Commun., 2024,15,160;Sci. Adv.,2023,9,eade7971; Chem. Sci.,2024,15,10892 – 10899;Green Chem.,2024,26,3159-3164；Nano Res.2023,16,12223–12229），為相關(guān)技術(shù)研發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)。 近期，該課題組設(shè)計合成了具有催化聚酯水解和羧酸加氫功能的RuMo/TiO2雙原子催化劑。該催化劑適用于各類聚酯及其混合物的催化轉(zhuǎn)化，在溫和條件下(如160 °C,4 MPa)，催化聚酯水解及其水解產(chǎn)物羧酸的加氫過程，以100%選擇性獲得二醇產(chǎn)物。研究表明，催化劑中Ru單原子和O橋聯(lián)的Ru-Mo雙原子位點(diǎn)共存；Ru單原子位點(diǎn)活化的H2參與Mo位點(diǎn)吸附的水解產(chǎn)物羧酸的加氫反應(yīng)，而O橋聯(lián)的Ru和Mo雙原子位點(diǎn)由于較高的反應(yīng)能壘，抑制了生成醇的進(jìn)一步加氫脫氧。 相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Nature Communications期刊上（DOI: 10.1038/s41467-024-49880-z）。論文第一作者為湯旻昊博士與清華大學(xué)博士研究生沈吉，通訊作者為劉志敏研究員、趙燕飛副研究員和清華大學(xué)的王定勝教授。 圖1 聚酯水解加氫轉(zhuǎn)化制備二醇 圖2 雙原子催化劑的表征 膠體、界面與化學(xué)熱力學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、碳中和化學(xué)中心 2024年7月27日 |
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