成果簡介
近年來，生物質廢棄物（如花生殼、甘蔗渣和玉米芯）的高價值利用受到了廣泛關注。 例如，全世界花生殼（一種農林廢棄物）的年產量估計約為744萬噸。 但是大量廢棄的花生殼被傾倒在地下或直接焚燒，造成了嚴重的環境汙染。 實際上，花生殼由於富含C、N和O元素，是合成雜原子摻雜碳材料的潛在且可持續的前體，而從農業廢棄物花生中生產出多孔碳材料的報道很少。
本文，福建農林大學Beili Lu等研究人員在《ACS Sustainable Chem. Eng》期刊發表名為“Fabrication of P-Doped Porous Carbon Catalysts, with Inherent N Functionality, from Waste Peanut Shells and Their Application in the Metal-Free Aerobic Oxidation of Alcohols”的論文，研究利用磷酸作為活化劑和活化劑的簡單混合和熱解技術，從廢棄花生殼中合成P摻雜、含N多孔碳材料NPC-T（T 是指碳化溫度）。在製備過程中不需要額外的氮源。這項工作突出了生物質廢物在構建P摻雜、含N碳材料中的潛在高價值利用以及在好氧選擇性氧化反應中作為無金屬催化劑的應用。
圖文導讀
方案1. NPC-T催化劑的合成流程
圖1. (a) SEM 和 (b) NPC-800的TEM 影象。(c) NPC-800的高解析度TEM影象。(d) NPC-800的 C、N 和 P 元素的元素對映影象。
圖2. (a) XRD 圖譜，(b) 拉曼光譜，(c) N2吸附-解吸等溫線，和(d) NPC-T催化劑的孔徑分佈
圖3. (a) 催化劑合成過程中廢花生殼/磷酸質量比的影響。(b) 用不同量的 NPC-800 催化氧化 BA。(c) BA在不同反應溫度下的催化氧化。(d) BA在不同反應時間的催化氧化。
圖4. NPC-800/CH 3 OH 和 NPC-800/CH 3 OH/BA 的EPR 光譜。
圖5. NPC-800 上 BA有氧氧化的可能反應途徑。
圖6.NPC-800 催化劑的回收測試。反應條件：BA (0.5 mmol), NPC-800 (40 mg), 甲苯 (2mL), O 2 1 bar, 120°C, 10h。
小結
綜上所述，這項工作為將生物質廢物轉化為 P 摻雜、含 N 多孔碳材料提供了一種有效的方法，這將成為未來醇有氧氧化的催化劑。
文獻：
https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c06692
