本报讯 近日，化工学院催化反应工程团队和中国科学院上海高等研究院合作，在芳香塑料定向催化氢解制备三苯研究上取得新进展。相关研究成果作为热点文章发表在《德国应用化学》上。第一作者为硕士研究生叶明星、博士研究生李雨柔和杨志荣博士，通讯作者为催化反应工程团队的张晶教授、曹约强特聘研究员和中国科学院上海高等研究院的李丽娜研究员。
研究团队以二氧化钛为载体，通过改变活性金属钌的负载量制备了具有不同钌配位环境的二氧化钛负载钌基催化剂。催化性能测试结果表明，钌配位环境显著影响了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）氢解制三苯的收率，平均配位数为5.0左右的二氧化钛负载钌基催化剂（钌负载量为0.5%）上能够获得较高的三苯收率（77%），而高配位数的二氧化钛负载钌基上氢解过程会形成更多的气体和加氢饱和产物。同位素示踪实验和密度泛函理论计算结果表明，PET氢解中间物种在低配位位点钌上更倾向于“直立”吸附，而在高配位位点钌上更倾向于“平躺”吸附。其中，直立”吸附构型能够抑制苯环加氢及开环副反应，进而促进三苯生成。
针对PET催化氢解制备三苯问题，研究团队通过解耦钌基催化剂的几何效应和载体效应，阐明了钌配位环境对PET氢解中间物种吸附构型的影响规律，揭示了中间物种吸附构型对PET氢解反应路径的调控机制，并基于此精确调控钌基催化剂的配位环境，实现了PET定向氢解制备目标产物三苯。以上研究为芳香塑料氢解高效催化剂设计提供了一种新策略。（华恭）