元素百科介绍大连化学研究所在甲醇直接乙二醇研究方面的进展。近日，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室研究员邓德辉与厦门大学教授王野、程军合作，在甲醇C-C键偶直接乙二醇研究方面取得了新进展。
用可控C-C偶联反应制备C2或多个碳原子的化合物是化学领域极具吸引力和挑战性的反应。目前，甲醇C-C键的偶联反应主要局限于烯烃或芳香烃的基化反应和脱水偶联制备，即MTO或MTA过程，其特点是难以选择性地获得特定的产品。C-OH键保留甲醇分子，选择性激活C-H键生成乙二醇，被认为是化学领域最具挑战性的反应之一。
乙二醇作为一种重要的基础化学品，不仅是重要塑料产品PET的主要原料，而且广泛应用于化工行业的其他领域。目前工业上90%以上的乙二醇都是通过石油路线生产的，即乙烯环氧水合路线，效率低，能耗高。此外，草酸二甲酯通过煤基合成气合成乙二醇的路线工艺流程长，成本高。甲醇是C1平台的重要分子，可由煤、天然气、生物质甚至二氧化碳通过合成气或直接制备而成。因此，甲醇直接制备乙二醇具有重要意义。
邓德辉研究团队在二维MoS2催化材料设计和表面界面调节的基础上，与厦门大学王野研究小组、程军研究小组合作，成功建立了多孔MoS2-Foam修改CDS纳米棒催化剂，首次实现甲醇脱氢偶联制备乙二醇和氢反应，通过设计反应和分离反应器，乙二醇的选择性高达90%、收率16%、5%(450nm)的量子效率。进一步的理论计算和实验表征表明，CDS表面产生的光生空穴可以通过质子和电子协同转移，而不影响甲醇OH键（CPET）选择性地激活甲醇的C-H键，产生羟甲基自由基(CH2OH）。Mos2-foam不仅能有效促进CDS表面电子的转移，产生光生空穴，还能促进Mos2-foam孔中偶联产生乙二醇。Mos2-foam不仅能有效促进CDS表面电子的转移，产生光生空穴，还能促进Mos2-foam孔中偶尔产生乙二醇。Mos2-foam/CDS复合催化剂大大提高了乙二醇的生成率，其乙二醇的生成率是单纯CDS的20多倍。可见光驱动的甲醇转化新过程不仅为温和条件下乙二醇的高效制备提供了一种方法，也为存在羟基等官能团的小分子中惰性C-H键的选择和激活开辟了新的途径。
