1,2-丙二醇是一种用途广泛的重要精细化工产品,2019年,全球1,2-丙二醇的需求量达到了250万吨,并且每年以4%的速度增长。工业上生产1,2-丙二醇主要以石油基产品环氧丙烷水合法制备,以葡萄糖为原料制备1,2-丙二醇不仅为其生产提供一条绿色、经济的非石化路线,而且还可以实现葡萄糖的高值利用,其难点是如何提高1,2-丙二醇的选择性以及催化剂的重复使用性能。
化工学院于世涛教授课题组的2020年的研究成果“Pd@Al-Containing Mesoporous Silica Yolk–Shell-Structured Nanospheres as High Performance Nanoreactors for the Selective Hydrogenolysis of Glucose to 1,2-Propylene glycol”发表于化工领域Top期刊《Chemical Engineering Journal》(2020, 396, 125274–125285;IF=10.652)。
团队针对目前葡萄糖制备1,2-丙二醇催化剂选择性低、稳定性差等缺陷,创制以具有加氢性能的纳米金属粒子为内核,富含Lewis酸位点的二氧化硅为外壳的新一类核壳型双功能催化剂;依据孔结构、酸性可调控以及内核活性组分得到有效保护等特性,解决了以生物质为原料合成1,2-丙二醇选择性低与催化剂稳定性差的问题;揭示了新一类核壳型双功能催化剂的金属种类、孔结构、酸特性等因素与定向制备1,2-丙二醇之间的本质规律,明确了催化葡萄糖制备1,2-丙二醇的反应机理,完成了催化剂的分离回收与循环使用,为制备1,2-丙二醇开发了一条绿色、经济的非石化路线,同时为实现葡萄糖的高值利用提供了绿色高效新途径。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.125274
此外,该课题组还在核壳催化剂领域取得了系列进展,相关工作发表SCI论文:ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2020, 8(9): 3617-3625;Dalton Transactions,2020, 49(2): 418-430;Dalton Transactions,2019, 48(20): 7015-7024,授权专利:ZL201510727187X;ZL201510493684.8;ZL201610184230.7。以上论文均以青岛科技大学为第一署名单位和唯一通讯单位,化工学院硕士生吕明鑫为论文第一作者,于世涛教授团队刘悦博士为通讯作者。
以上工作得到了国家自然科学基金、泰山学者人才工程、山东省自然科学基金等项目的资助。