张涛研究组的研究工作“A new 3D mesoporous carbon replicated from commercial silica as a catalyst support for direct conversion of cellulose into ethylene glycol”作为内封面文章发表在近期出版的Chemical Communications (2010, 46, 862-864)上。
纤维素作为自然界中最丰富的生物质资源，其催化转化制能源化学品是学术界研究的热点。张涛研究组利用碳化钨在涉氢反应中的类贵金属性质，首次尝试将廉价的碳化钨催化剂应用于纤维素的催化转化，发现活性炭担载的碳化钨催化剂能够将纤维素高效转化为乙二醇，尤其是在少量Ni的促进下，乙二醇的收率高达61%（Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8510-8513；Catal. Today 2009, 147, 77-85; ChemSusChem 2010, 3, 63-66）。与具有微孔结构的活性炭相比，使用具有较大比表面积和孔容积的介孔炭作为催化剂载体，不仅可以提高活性组分碳化钨的分散度，同时也有利于反应物和产物分子的传质和扩散，进而可提高其催化性能。为此，本工作采用廉价易得的商品化二氧化硅作为硬模板制备了一种具有三维连通孔结构的介孔炭，以此作为碳化钨催化剂的载体，大大提高了碳化钨的分散度，在纤维素的催化转化反应中表现了更高的活性、选择性以及稳定性，即使在不添加Ni的情况下乙二醇的收率就达到70%以上，在循环使用四次以后乙二醇的收率仍接近60%。以上研究为设计合成新型高效实用纤维素转化催化剂提供了新的借鉴和思路。(文/图 黄延强)