安徽农业大学在木糖催化反应领域取得新进展

安徽农业大学在木糖催化反应领域取得新进展

近日，国际权威学术期刊《ACS可持续化学与工程》 (ACS Sustainable Chemistry & Engineering，影响因子：8.198）在线发表了安徽农业大学理学院教师柯飞课题组题为《空心Au@Zn/Ni-MOF-2-NH2核-壳纳米催化剂的可控构筑及其选择性催化生物质衍生的D-木糖》(Well-Arranged Hollow Au@Zn/Ni-MOF-2-NH2Core−Shell Nanocatalyst with Enhanced Catalytic Activity for Biomass-Derived D‑Xylose Oxidation)的研究论文。该工作在分子水平上精准构建出一类基于氨基功能化修饰的空心核-壳结构MOFs纳米材料，并实现在常压和无碱条件下将D-木糖高效选择性催化为D-木糖酸。

D-木糖是半纤维素的主要结构单元，不仅是地球上最丰富的戊糖，而且还是自然界中第二高含量的单糖（仅次于葡萄糖）。同时，D-木糖酸被美国能源部确定为前30种高价值生物质化学品之一。由于生产效率低、成本高等原因，目前尚未开发出一种D-木糖酸商业生产的好方法。柯飞老师课题组基于在制备MOFS的空心核-壳结构材料方面的经验，通过酰胺类混合溶剂一步法成功制备了尺寸可控的空心核-壳结构Au@Zn/Ni-MOF-2-NH2，空心结构对反应物分子传质快，且核-壳之间提供电子协同效应，制备的空心核-壳纳米催化剂在空气和无碱条件下可将D-木糖高效选择性的氧化为D-木糖酸，并结合DFT理论计算初步研究了催化D-木糖生成D-木糖酸的反应机理。这些研究发现将为开发新型空心核-壳结构多孔材料和具有高效选择性催化D-木糖为D-木糖酸功能纳米催化剂提供新的研究思路。