锌改性的铂催化剂：催化生物质反应生成呋喃

利用农作物的纤维素生产燃料和化学原料对于可持续发展及环境保护都极为重要。纤维素作为可再生资源，吸引了很多科学家的注意，如何利用高效催化剂将生物质分子转化为更为有用的产品是目前研究的难点。由于纤维素和半纤维素中C6和C5单糖的高度氧化度，脱氧反应成为许多纤维素转化为燃料和化学原料的一个关键步骤。传统金属催化剂如Ni和Pd虽然有较高的氢解活性，但是他们也同样具有好的脱羰活性，容易引起脱羰等副反应，导致碳原子数降低或芳香环氢化。

最近美国宾夕法尼亚大学的生物工程教授John M. Vohs和他的学生Daming Shi在美国化学学会的《Catalyst》杂志上发表了一种新的高效催化体系，他们利用Zn改变Pt(III)表面，用来促进糠醛反应。研究人员利用程序升温脱附（TPD）和高分辨率电子能量损失谱（HREELS）分析反应机理，发现在普通Pt(III)催化系统中，有机分子通过芳环吸附在催化剂表面，不饱和C=C键与Pt(III)催化剂表面接触，这促进了C-C键断裂开环，导致非选择性分解成CO和H₂。与此相反，在Zn改性的Pt(III)催化体系中，分子通过醛/羰基吸附在催化剂表面，而芳环远离催化剂表面，形成一个η²(C,O)倾斜表面。该结构削弱了羰基中的C-O键活性，在加热超过250 K后断键并形成稳定的(C2H3O)-CH=中间体。

普通Pt(III)催化剂仅使用0.4 ML的Zn改性即可达到很好的效果。这项研究提供的含氧化合物糠醛利用Zn改性的Pt(III)催化剂完成表面催化脱氧反应，与传统的Pt(III)对比，Pt/Zn催化剂可以高效选择性还原糠醛生成甲基呋喃。

http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acscatal.5b00038?ref=ec-highlight