安徽農業(yè)大學在木糖催化反應領域取得新進展

近日，國際權威學術期刊《ACS可持續(xù)化學與工程》 (ACS Sustainable Chemistry & Engineering，影響因子：8.198）在線發(fā)表了安徽農業(yè)大學理學院教師柯飛課題組題為《空心Au@Zn/Ni-MOF-2-NH2核-殼納米催化劑的可控構筑及其選擇性催化生物質衍生的D-木糖》(Well-Arranged Hollow Au@Zn/Ni-MOF-2-NH2Core?Shell Nanocatalyst with Enhanced Catalytic Activity for Biomass-Derived D?Xylose Oxidation)的研究論文。該工作在分子水平上精準構建出一類基于氨基功能化修飾的空心核-殼結構MOFs納米材料，并實現(xiàn)在常壓和無堿條件下將D-木糖高效選擇性催化為D-木糖酸。

D-木糖是半纖維素的主要結構單元，不僅是地球上最豐富的戊糖，而且還是自然界中第二高含量的單糖（僅次于葡萄糖）。同時，D-木糖酸被美國能源部確定為前30種高價值生物質化學品之一。由于生產效率低、成本高等原因，目前尚未開發(fā)出一種D-木糖酸商業(yè)生產的好方法?？嘛w老師課題組基于在制備MOFS的空心核-殼結構材料方面的經驗，通過酰胺類混合溶劑一步法成功制備了尺寸可控的空心核-殼結構Au@Zn/Ni-MOF-2-NH2，空心結構對反應物分子傳質快，且核-殼之間提供電子協(xié)同效應，制備的空心核-殼納米催化劑在空氣和無堿條件下可將D-木糖高效選擇性的氧化為D-木糖酸，并結合DFT理論計算初步研究了催化D-木糖生成D-木糖酸的反應機理。這些研究發(fā)現(xiàn)將為開發(fā)新型空心核-殼結構多孔材料和具有高效選擇性催化D-木糖為D-木糖酸功能納米催化劑提供新的研究思路。