石墨烯催化材料显“神”效

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石墨烯催化材料显“神”效

石墨烯这一神奇材料，在催化领域的应用研究也受到越来越多的重视，并显示出好效果。

山西煤化所侯相林研究员带领的团队，提出使用非金属功能化石墨烯材料作为5-羟甲基糠醛（HMF）选择性氧化的催化剂。利用氧化石墨烯边缘未成对电子与羧基协同作用，同时以2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧化物（TEMPO）作为共催化剂，以氧气为氧化剂，在相对温和的条件下，实现了HMF的高转化(100%)和2,5-二甲酰基呋喃（DFF）的高选择性(99%) (ACS Catal,2015,5:5636-5646.)。利用经高温氨气热处理得到的氮掺杂石墨烯材料，通过在石墨烯骨架中引入具有类金属性质的石墨型氮元素，获得了比氧化石墨烯更高效的催化活性(Catal Sci Technol,2016.DOI:10.1039/C5CY01149C)。氧化石墨烯同时具有酸性与氧化还原性能，以果糖为原料，DMSO为反应溶剂，在适宜的反应温度下（140℃），通过控制反应气氛，可以使氧化石墨烯选择性发挥其酸催化剂与氧化还原催化剂的双性能，实现果糖一步法制备DFF，DFF的最高收率可达72.5%（Green Chem,2016.DOI:10.1039/ C5GC02794B）。此外，该团队在氧化石墨烯催化糖类转化制备5-乙氧基甲基糠醛，果糖脱水制备HMF，HMF醚化制备5'(氧代-双(亚甲基))二-糠醛等方面也取得了阶段性成果。

（王熙庭）

文献报道（Nano Energy(2016).

10.1016/j. nanoen.2016.03.024），一种新型的参杂Cu纳米粒子的富氮石墨烯复合催化剂，可高效和高选择性地将二氧化碳转化为乙烯。