- 廈大科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“納米王子”新功能 成果在《科學(xué)》雜志發(fā)表
- 發(fā)布日期：2022-04-21
廈大化學(xué)化工學(xué)院謝素原院士、袁友珠教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)“納米王子”——富勒烯的新功能，從而打通乙二醇常壓合成的“卡點(diǎn)”。
這一歷時(shí)七年的研究成果，發(fā)表在4月15日出版的美國(guó)的《科學(xué)》雜志。《科學(xué)》是全球最權(quán)威的學(xué)術(shù)刊物之一。
以C60為代表的富勒烯（Fullerene）是一種完全由碳組成的中空分子。此次，廈大科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了C60的另一角色——作為與過(guò)渡金屬催化相結(jié)合的“電子緩沖劑”。這一成果首次將C60作為電子緩沖劑改性銅基催化劑，打通了從合成氣制備乙二醇的常壓加氫催化技術(shù)難關(guān)，完成了在近常壓和低于200℃的條件下草酸二甲酯加氫制備乙二醇的規(guī)模化試驗(yàn)。用大白話說(shuō)，廈大科學(xué)家的研究成果意義在于：利用富勒烯打通乙二醇常壓合成的“卡點(diǎn)”。
研究有多牛？攻克乙二醇常壓合成的技術(shù)難關(guān)
廈大科學(xué)家解釋說(shuō)，這一研究成果有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一是，首次將富勒烯作為電子緩沖劑與過(guò)渡金屬催化劑結(jié)合。謝素原院士介紹說(shuō)，富勒烯作為電子受體（抑或電子供體）與過(guò)渡金屬催化劑結(jié)合并非全新課題，但是，“該技術(shù)核心在于將C60與銅催化劑結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了草酸二甲酯加氫制備乙二醇從高壓到常壓的顛覆性催化性能提升，給碳團(tuán)簇催化注入了新的生機(jī)。”
第二個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在于，在C60的緩沖下，草酸二甲酯加氫制備乙二醇將更加綠色、安全——該項(xiàng)研究成果可以實(shí)現(xiàn)常壓合成，袁友珠教授介紹說(shuō)，這就有別于目前廣泛使用的需要較高氫氣壓力的催化技術(shù)。可以常壓合成，也就意味著，可以大大減少氫氣泄漏、爆炸等安全隱患。除此之外，常壓合成也能克服副反應(yīng)較多且催化劑易失活等問(wèn)題。
意義有多大？減少生產(chǎn)聚酯纖維、塑料等化工產(chǎn)品對(duì)石油的依賴(lài)
這項(xiàng)成果的應(yīng)用價(jià)值，要從乙二醇說(shuō)起。
乙二醇是一類(lèi)重要的化工原料，與對(duì)二甲苯（PX）衍生的對(duì)苯二甲酸（PTA）聚合可生產(chǎn)出日常生活中廣泛應(yīng)用的聚酯（PET）纖維和塑料，全球年產(chǎn)量達(dá)四千萬(wàn)噸，此外，乙二醇還可以用于汽車(chē)防凍液和工業(yè)溶劑等，與社會(huì)民生息息相關(guān)。
現(xiàn)有這些產(chǎn)品主要從石油經(jīng)環(huán)氧乙烷線路合成得到，但是，因我國(guó)石油高度依賴(lài)進(jìn)口，因此，如果要從民生角度來(lái)了解科研成果，廈大科學(xué)家科研成果的意義在于：發(fā)展非石油路線合成氣制備乙二醇技術(shù)。在我國(guó)石油高度依賴(lài)進(jìn)口背景下，這種發(fā)展非石油路線的合成氣制備乙二醇技術(shù)具有重要戰(zhàn)略意義。
《科學(xué)》還在同一期推介該成果，并指出這一研究成果將在學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)圈產(chǎn)生重要影響，并將走向成熟。
廈大還介紹說(shuō)，該項(xiàng)成果歷經(jīng)3代研究生的共同努力，得益于6個(gè)課題組的精誠(chéng)合作，包括中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所和廈門(mén)福納新材料科技有限公司等單位有關(guān)專(zhuān)家的大力協(xié)助。
“納米王子”富勒烯
以C60為代表的富勒烯（Fullerene）是一種完全由碳組成的中空分子。富勒烯在結(jié)構(gòu)上與石墨很相似，石墨是由六元環(huán)組成的石墨烯層堆積而成，而富勒烯不僅含有六元環(huán)還有五元環(huán)，偶爾還有七元環(huán)。
●它能讓人變美：在化妝品制備中作為抗氧化因子。
●它能應(yīng)用于綠色能源：在太陽(yáng)能電池中充當(dāng)關(guān)鍵材料。
此外它在生物醫(yī)藥、催化劑等領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用潛力。
