催化劑是化學(xué)生產(chǎn)更綠色，更具可持續(xù)性的未來的核心。然而，當(dāng)前廣泛使用的許多催化劑具有影響其效率的局限性。大阪大學(xué)的研究人員已經(jīng)報(bào)告了一種穩(wěn)定且可重復(fù)使用的磷化鎳納米合金催化劑，其用于將麥芽糖加氫成麥芽糖醇的性能優(yōu)于傳統(tǒng)催化劑。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《ACS可持續(xù)化學(xué)與工程》上。

麥芽糖醇是一種糖醇，被廣泛用作甜味劑和食品添加劑。它可以通過麥芽糖加氫制得。然而，該反應(yīng)必須是選擇性的，以避免產(chǎn)生不需要的副產(chǎn)物，例如葡萄糖。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)釕催化劑對(duì)于這種轉(zhuǎn)化是有效的，但是價(jià)格昂貴，而較便宜的鎳替代物具有低活性，并且難以處理和重復(fù)使用。

研究人員現(xiàn)在已經(jīng)報(bào)告了在水滑石(HT)載體(nano-Ni 2 P / HT)上的磷化鎳納米合金催化劑，對(duì)將麥芽糖選擇性氫化為麥芽糖醇具有很高的活性。催化劑在空氣中也很穩(wěn)定，易于處理。

研究第一作者Sho Yamaguchi說：“我們的催化劑優(yōu)于麥芽糖醇合成的常規(guī)催化劑，即使在環(huán)境溫度下也顯示出高活性。” “發(fā)現(xiàn)HT載體是提高性能的關(guān)鍵。實(shí)際上，負(fù)載型催化劑的周轉(zhuǎn)次數(shù)比沒有載體的相同催化劑高300倍。”

發(fā)現(xiàn)催化劑和載體在所謂的協(xié)同催化中一起工作。該鎳在納米的Ni位點(diǎn)2 P被認(rèn)為激活的氫氣，而HT被認(rèn)為是電子供體和激活麥芽糖。

可以從反應(yīng)混合物中過濾出納米Ni 2 P / HT并直接重復(fù)使用，而無需耗時(shí)的再生步驟。與催化劑新鮮時(shí)在第五次使用時(shí)產(chǎn)生的麥芽糖醇量相同，表明多次使用后活性和選擇性得以保留。

當(dāng)反應(yīng)混合物具有高麥芽糖濃度(> 50wt%)時(shí)，催化劑甚至達(dá)到高收率，這表明它適合于工業(yè)規(guī)模使用。

研究支持作者高藤光富解釋說：“由于納米鎳2 P / HT的高活性，該載體的協(xié)同作用特別令人興奮，因?yàn)樵擃I(lǐng)域尚未得到廣泛探索。” “我們相信，這種機(jī)制得到我們已證明的優(yōu)異性能的支持，這意味著我們的催化劑處于完全有利的位置，可以為麥芽糖醇的可持續(xù)生產(chǎn)做出重大貢獻(xiàn)。”

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