布鲁克海文国家实验室和特拉华大学的科学家们设计了一种催化剂,这种催化剂能够在不影响环状结构的情况下选择性地从芳香化合物的侧链中除去氧原子。该研究小组通过将植物衍生物糠醇转化为潜在生物燃料2-甲基呋喃的加氢脱氧反应(HDO)来验证该催化剂的性能。
该催化剂由掺杂在载体表面的高度分散的铂原子(单原子或亚纳米团簇)组成,载体是适度可还原的金属氧化物TiO2。之所以选择TiO2,是因为它不易发生体相还原,而其他对C-O键断裂最为活跃的金属氧化物就会发生还原。该催化剂可选择性地破坏植物醇侧基上的碳氧键,而不引发任何涉及芳香环的反应。
该研究小组指出,当只使用低浓度的铂时,环反应可以忽略不计,但随着铂浓度的增加,铂原子开始聚集成更大的团簇,从而引发环反应。
该研究小组对生物质转化为生物燃料的研究采用了试验、表征技术和计算机模拟相结合的方法,能够对表面化学有更加详细的了解。这种方法也有助于其他催化剂的设计,实现所需产品的其他转化。