圖1??氨基葡萄糖在空氣中接近室溫條件下氧化制備氨基葡萄糖酸示意圖
在不額外添加堿或者氧化劑的情況下，采用納米氧化鋅負載的納米金（Au/ZnO）催化劑，以氨基葡萄糖水溶液為底物，在最優條件下反應2小時可以獲取~85%產率的氨基葡萄糖酸 （圖2）。采用沉積沉淀法（DP）制備的Au/ZnO催化劑性能顯著優于采用沉積還原法（DR），使得氨基葡萄糖酸產率提高了兩倍以上，而實驗發現沉積沉淀法制備的催化劑用于氨基葡萄糖氧化具有更低的活化能。通過對比試驗和催化劑表征分析，金納米粒子的平均粒徑和表面氧空位是影響催化活性的關鍵因素。在具有較高氧空位含量的ZnO載體表面上有利于形成小尺寸、均勻分散的納米金粒子，有利于提高催化劑活性。該實驗可以通過改變金前驅體濃度、催化劑煅燒溫度等方式來調整納米金催化劑的性質，從而提高其催化性能。該方法具有簡單、高效、綠色溫和的優點，采用兩性氧化物ZnO作為載體有利于催化劑后續在酸性條件下工作，為未來一步從甲殼素水解氧化制取氨基葡萄糖酸提供了可能行。該研究為甲殼素生物質資源化利用開辟了新的方法途徑，同時也為納米金氧化劑的制備設計提供了參考思路。
圖2?不同金納米催化劑轉化氨基葡萄糖制備氨基葡萄糖酸產率與TOF
論文信息Base-free Air Oxidation of Chitin-derived Glucosamine to Glucosaminic Acid by Zinc Oxide-supported Gold Nanoparticles
