生物质甘油具有较高的原子经济性，是替代化石资源选择性加氢脱氧（HDO）生产丙二醇（PDO）的理想原料。然而，由于1,2-PDO具有较高的热力学稳定性，设计一种具有竞争力的HDO催化剂以选择性地将甘油转化为1,3-PDO仍然是一个巨大的挑战。
近日，中科院上海高等研究院孙予罕研究员，孔令照研究员，李圣刚研究员报道了一种综合策略，并开发了用于甘油HDO反应的Pt/W/β催化剂，该策略涉及理论分析和催化剂设计，实验合成，表征和设计催化剂验证的第一原理计算。
文章要点
1）所设计的Pt/W/β催化剂具有较低的Pt和W负载量，在温和的反应条件下表现出较高的催化性能，1,3-PDO选择性达46.1%，甘油转化率达84.2%。
2) 第一性原理和实验机理研究揭示了1,3-PDO、1,2-PDO和n-PrOH的生成途径以及不同催化剂组分在HDO反应中的作用，其中Pt/WOx界面层结构对选择性生成更有价值的1,3-PDO产物具有至关重要的作用。而沸石β载体进一步促进了Pt和W物种之间的紧密接触，有利于Pt/WOx界面位点的形成。
该综合策略可有效用于针对工业应用的复杂多组分催化剂的设计。
参考文献：
Gai Miao, et al, Catalyst Design for Selective Hydrodeoxygenation of Glycerol to 1,3-Propanediol, ACS Catal. 2020
DOI: 10.1021/acscatal.0c04167
https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c04167