酢酸へのエタノール酸化のための触媒およびラジカルメカニズム

Au/Tio2は、エタノールから酢酸への変換のための非常に使用された触媒です。提案されたメカニズムは、触媒表面上の2つの重要な反応ステップを語っています。1つ目は、エタノールからアセトアルデヒド、2番目は酢酸からアセトアルデヒドです。気相で動作する場合、酢酸は通常存在しません。この研究は、エタノールをアセトアルデヒド酸化とガス相反応と比較することにより、2番目のステップを決定するものを決定することに焦点を当てています。更新された反応メカニズムを提案します。アセトアルデヒドは、おそらくラジカルによって駆動される可能性が高い酢酸に対して非触媒的に自動酸化します。自動酸化の要件は、液相に酸素と水が存在することです。触媒エタノールとアセトアルデヒドへの相互作用の理解と、以下の非触媒反応ステップは、新しいより選択的なアルコール酸化触媒の設計の指針を提供します。

Au/TiO2 is a much-used catalyst for the conversion of ethanol to acetic acid. The proposed mechanism speaks of two essential reaction steps on the catalytic surface. The first is the ethanol to acetaldehyde and the second the acetaldehyde to acetic acid. When operating in the gas phase, acetic acid is usually absent. This work focuses on determining what triggers the second step by comparing the ethanol with acetaldehyde oxidation and the liquid with gas-phase reaction. We propose an updated reaction mechanism: acetaldehyde autoxidises non-catalytically to acetic acid, likely driven by radicals. The requirement for the autoxidation is the presence of oxygen and water in the liquid-phase. The understanding of the interplay between the catalytic ethanol to acetaldehyde and the following non-catalytic reaction step provides guiding principles for the design of new and more selective alcohol oxidation catalysts.