中科院化学所：新型催化技术实现木质素高效转化
中科院化学所：新型催化技术实现木质素高效转化
中国科学院化学研究所韩布兴课题组在木质素催化转化领域取得重要突破。研究团队开发了一种新型电催化策略，通过调控Pt和Co金属间的相互作用，实现了木质素衍生物向高附加值环烷基醚的高效转化。这一成果为木质素资源的绿色利用开辟了新途径。
生物质是便宜易得、分布广泛的可再生碳资源，将其转化为高附加值化学品和液体燃料具有重要意义。作为木质素生物质的重要组成部分，木质素是自然界储量丰富的可再生芳香碳资源。选择性加氢脱氧（HDO）反应可以将木质素碳资源转化为高附加值的醚类化学品。然而，传统热催化HDO过程难以实现选择性断裂羟基C-O(H)键并保留醚C-O(R)键，因此需要针对木质素碳资源的结构特点开发绿色而高效的C-O键转化新方法和新技术。
近期，中国科学院化学研究所韩布兴课题组在生物质催化转化利用方面取得了重要进展。研究团队提出了一种电催化木质素衍生物（如愈创木酚）HDO制备环烷基醚的新策略。与传统HDO方法优先断裂醚C-O(R)键生成醇类化合物不同，该策略通过控制Pt和Co金属间的相互作用强度和方式，实现了芳香环的高效加氢，同时优先断裂羟基C-O(H)键并保留醚C-O(R)键。
研究发现，介孔碳上Co单原子位点（SASs）修饰的Pt纳米颗粒（NPs）能够高效断裂羟基C-O(H)键，并保留醚C-O(R)键。实验表明，催化剂中的Pt NPs和Co SASs之间存在良好的协同作用：Pt NPs促进芳香环的加氢，而Co SASs能够与羟基C-O(H)键中的O发生强相互作用，使羟基C-O(H)键在Pt位点的催化作用下优先断裂。
这一研究成果开辟了木质素衍生物催化转化制备环烷基醚类化合物的新路线，为木质素碳资源的转化利用提供了新途径。相关研究成果发表在《自然-催化》（Nature Catalysis）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部和中国科学院的支持。
通过调节Pt-Co金属间相互作用实现木质素碳资源选择性HDO路径