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Science刊發!廈大科學家運用富勒烯打通乙二醇常壓合成“卡點”
發布時間:2022年04月15日 來源:宣傳部

C60為代表的富勒烯被譽為“納米王子”。它在綠色能源、生物醫藥、催化劑等領域都具有重要的應用潛力,比如,能讓你變美——在化妝品製備中作為抗氧化因子,也能讓你變強——在太陽能電池中充當關鍵材料等等。近日,C60的另一角色——作為與過渡金屬催化相結合的“電子緩衝劑”被廈大科學家揭曉。

4月15日,廈大謝素原院士、袁友珠教授團隊在Science上發表了題為“Ambient-pressure synthesis of ethylene glycol catalyzed by C60-buffered Cu/SiO2”的研究成果,首次將C60作為電子緩衝劑改性銅基催化劑,打通了從合成氣製備乙二醇的常壓加氫催化技術難關,完成了在近常壓和低於200℃的條件下草酸二甲酯加氫製備乙二醇的規模化試驗。

富勒烯作為電子受體(抑或電子供體)與過渡金屬催化劑結合並非全新課題,但將富勒烯作為電子緩衝劑與過渡金屬催化劑結合,尚屬首次。“該技術核心在於將C60與銅催化劑結合,實現了草酸二甲酯加氫製乙二醇從高壓到常壓的顛覆性催化性能提升,給碳團簇催化注入了新的生機。”謝素原院士介紹。

成果的另一個關鍵點在於,在C60的緩衝下,草酸二甲酯加氫製備乙二醇將更加綠色、安全。有別於目前廣泛使用的需要較高氫氣壓力的催化技術,該項研究成果可以實現常壓合成。這就意味著,可以大大減少氫氣泄露、爆炸等安全隱患。除此之外,常壓合成也能克服副反應較多且催化劑易失活等問題。

發展非石油線路的合成氣製乙二醇技術具有重要戰略意義。“乙二醇作為一類重要的化工原料,與對二甲苯衍生的對苯二甲酸聚合可生產出日常生活中廣泛應用的聚酯纖維(滌綸)和塑料。此外,乙二醇還可以用於汽車防凍液和工業溶劑等,與社會民生息息相關。”袁友珠教授說。

該項成果曆經3代研究生的共同努力,得益於6個課題組的精誠合作,包括中科院福建物質結構研究所和廈門福納新材料科技有限公司等單位有關專家的大力協助。Science還在同一期推介該成果,並指出這一研究成果將在學術界和產業圈產生重要影響,並將走向成熟。

(宣傳部 歐陽桂蓮)


論文鏈接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm9257

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo3155

【責任編輯:曾文萃】
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