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化學家為了未來的可持續發展創造出顛覆性金屬催化劑

2017-07-03 12:16:36 作者：本網整理來源：新材料在線分享至：

研究人員在金屬催化劑上，運用非常規性方法，在溫和條件下，將生物質選擇性轉化成高價值化學產品。

由石油原料及環境壓力的不確定性，迫使化工行業尋找并利用再生能源作為其生產活動的支撐點。來自包括木材、農業廢棄物、及人們的生活垃圾等資源的生物質代表著仍沒有被完全利用的范圍廣泛的再生能源原料。問題是絕大多數生物質是不同化學產品雜亂地混合在一起的產物，很難分離以形成塑料及藥物等高價值產品。

羧酸是生物質中，最常見的化學類制品。在這類的化學品混合物中，它們的化學反應很難控制。當前使用金屬催化劑的催化氫化反應能將酸類產品轉化成酒精類制品，但由于反應的附屬反應及催化劑的分解，導致生物質更趨復雜化。

認識到羧酸類化學品的化學轉化反應需要更強的選擇特性，因此名古屋大學的研究人員探索出一種不同的化學方法以進行生物質催化。

論文的第一作者鳴門雅之說：“傳統上，人們將低價的金屬復合物用于羧酸的氫化反應。但我們發現，在溫和環境下，用高價的復合物作催化劑，具有更好的選擇性，它還能打開緊臨羧酸的下一個碳氫化學鍵。

氫化反應本質上是個分解反應，反應期間，金屬催化劑將電子傳遞給羧酸。低價金屬由于攜帶較多電子，這使它們在羧酸氫化反應中，成為被優先選擇的對象。然而研究人員發現高價金屬通過不同的方式，也能與羧酸發生反應，并且在反應過程中，能提供更好的可控制性。高

“價變化的金屬，在這類反應中的有效作用，可能與人們的傳統認識相反。但我們發現這一方法，在從生物質中制備高價值產品的潛力，“研究團隊的負責人齋藤進說”盡管錸金屬催化劑價格很貴，但我們正在尋求循環利用催化劑的方法，并且將鎢及鉬做為備用催化劑方案。以使這一個真正具有經濟實用性的方案，在未來，能夠從生物質中獲得有價值的產品。”

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責任編輯：殷鵬飛

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