ニッケルナノ粒子を伴う毛皮の水素化窒素が豊富な炭素コアシェル上で安定化され、水性条件におけるγ-バレロラクトンの合成のためのその形質転換

この記事では、フルフーラルアルコールの触媒水素化のためのコアシェル構造（Ni@n/c-g-800）としての窒素が豊富な炭素層にカプセル化されたNi（0）ナノ粒子の合成を報告します。ニッケルナノ粒子は、窒素が豊富なグラフィティックフレームワークによって安定化されました。これは、酢酸ニッケルが浸したキュルビット[6]尿中表面の攪拌雰囲気の中で形成されました。さらに、この触媒は、粉末X線回折、ラマン、野外放出走査型電子顕微鏡、高解像度透過電子顕微鏡、X線透過電子分光法、ブルナウアーエメットテラー表面、CO2-などのさまざまな物理化学的方法を使用して特徴付けられました。温度プログラム脱着、誘導結合プラズマ、およびCHN分析。金属Niナノ粒子による固体サポートの窒素が豊富な環境は、100°Cの水性媒体中の分子H2を伴う毛皮の触媒水素化に活性で選択的であることがわかりました。反応メカニズムを理解するために、びまん性反射率赤外線フーリエ変換研究が実施され、触媒の存在下でC═O結合が活性化されることが明らかになりました。さらに、水性培地でそれぞれフルフリルアルコールとレブリン酸の連続した加水分解と水素化により、「レブリン酸」と「γ-バレロラクトン」の合成に向けた方法論を拡張しました。さらに、3つの連続したステップのすべてで使用される不均一な触媒は、触媒の回復とリサイクルと製品の簡単な分離に役立ちます。

In this article, we report the synthesis of nitrogen-rich carbon layer-encapsulated Ni(0) nanoparticles as a core-shell structure (Ni@N/C-g-800) for the catalytic hydrogenation of furfural to furfuryl alcohol. The nickel nanoparticles were stabilized by the nitrogen-rich graphitic framework, which formed during the agitation of nickel acetate-impregnated cucurbit[6]uril surface in a reducing atmosphere. Furthermore, the catalyst was characterized using various physicochemical methods such as powder X-ray diffraction, Raman, field emission-scanning electron microscopy, high-resolution transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, Brunauer-Emmett-Teller surface area, CO2-temperature-programmed desorption, inductive coupled plasma, and CHN analyses. The nitrogen-rich environment of the solid support with metallic Ni nanoparticles was found to be active and selective for the catalytic hydrogenation of furfural with molecular H2 in an aqueous medium at 100 °C. To understand the reaction mechanism, the diffuse reflectance infrared Fourier transform study was performed, which revealed that the C═O bond is activated in the presence of a catalyst. In addition, we have extended our methodology toward the synthesis of "levulinic acid" and "γ-valerolactone", by successive hydrolysis and hydrogenation of furfuryl alcohol and levulinic acid, respectively, in an aqueous medium. Moreover, the heterogeneous catalysts used in all of the three consecutive steps help in recovery and recycling of the catalyst and easy separation of products.