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"点石成金" 纳米Pt/TiO2助力脂肪酸串联加氢-脱羧

2020/3/23 

        大连化物所王峰研究员在Nature Catalysis发表了在温和条件下(室温,氢压力≤0.2 MPa)将脂肪酸以≥90%的收率得到附加值高的长链烷烃的报道。
 
        长链烷烃是一类附加值较高的化工原料,通常是柴油和航空燃油的主要成分。利用可再生能源生产这类烷烃来代替石油资源是一个非常具有挑战性的课题。在这种情况下,由生物衍生的脂肪酸与柴油型碳氢化合物具有内在结构的相似性,且具有不可食用、丰度高和成本低廉等特点,因此是具有前途的候选原料。在油脂加工和制浆工业中,大量脂肪酸作为低价值副产品甚至是废料生产。这类低价值的脂肪酸通常是通过加氢脱氧方式转化成烷烃。在已建立的催化体系中,通常这种转化方式需要特别苛刻的条件,比如温度要大于250 ℃、H2压力要超过2 MPa,这样就会导致巨大的能源和氢消耗,并且该方式会产生一些不必要的C-C断裂和焦炭沉积,降低了总体能源利用率。因此,发展一种能够在温和环境中,消耗氢和能耗较少情况下的方法是非常有必要的。
近日,大连物化所王峰研究员在Nature Catalysis发表了在温和条件下(室温,氢压力≤ 0.2 MPa)将脂肪酸以≥ 90% 的收率得到长链烷烃的文章,文章指出使用光照条件下的Pt/TiO2催化剂是该转化的关键,光照下,该金属表面会与氢形成一个富氢环境,能够迅速还原末端自由基烷烃而得到长链烷烃,这也大大提高了转化的效率。
        大连化物所王峰研究员通过光催化的脱羧途径,在温和环境下将可再生的生物质源脂肪酸转化成附加值高的烷烃化工产品。使用Pt/TiO2作为脱羧和氢化的催化剂,并且可回收再利用。研究表明,在2个大气压下,Pt/TiO2上会形成富氢表面,从而增强了由光产生的烷基自由基和表面氢快速结合得到高选择性的所需烷烃。通过串联加氢-脱羧过程,可以轻松以高收率(高达95%)将工业副产品(例如TOFA和SBFA)转化为烷烃产品,提高生物质的有效利用途径。 
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