10月20日，記者從中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所獲悉，該所王光輝研究員帶領(lǐng)的多孔催化材料研究組聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)張文華副教授開發(fā)出高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)移加氫催化劑。
據(jù)了解，α,β-不飽和醇是重要的有機(jī)化工原料，在生產(chǎn)樹脂、香料、增塑劑、藥物、化妝品和染料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。α,β-不飽和醇可以通過α,β-不飽和醛的加氫反應(yīng)獲得，但是該過程中容易出現(xiàn)過度加氫的現(xiàn)象，導(dǎo)致不飽和醇的產(chǎn)率低，分離困難，成本增加。均相催化劑的使用可以提高α,β-不飽和醇的選擇性，但是后處理工藝復(fù)雜，催化劑成本高。近年來，相比于以氫氣為氫源的加氫途徑，以低級醇為氫源的轉(zhuǎn)移加氫途徑不需要高壓設(shè)備、安全可靠、易于操作，引起人們的廣泛關(guān)注。相關(guān)研究表明NiO、Co3O4、LaFeO3和CuO等金屬氧化物在轉(zhuǎn)移加氫反應(yīng)中具有優(yōu)異的活性和選擇性。如何提高金屬氧化物催化劑在轉(zhuǎn)移加氫的還原性氛圍中的穩(wěn)定性仍存在巨大挑戰(zhàn)。
據(jù)介紹，王光輝帶領(lǐng)的多孔催化材料研究組聯(lián)合張文華科研攻關(guān)報道了一種新型的、具有空心結(jié)構(gòu)的Ni-Al水滑石基金屬氧化物催化劑，該催化劑在α,β-不飽和醛轉(zhuǎn)移加氫制備α,β-不飽和醇反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的活性、選擇性以及穩(wěn)定性。首先，該工作通過硬模板的方法(圖1a)，構(gòu)筑了Ni-Al基氧化物空心結(jié)構(gòu)(圖1b-h)，提高了催化劑的比表面積、孔隙率，增加了催化劑暴露的活性位點(diǎn)，同時有利于反應(yīng)的傳質(zhì)擴(kuò)散。由于Niδ+(2<δ<3)型酸-堿活性位的形成，Ni-Al基氧化物催化劑經(jīng)過循環(huán)使用12次，沒有失活現(xiàn)象，表現(xiàn)出優(yōu)異的催化穩(wěn)定性，而且循環(huán)過程中α,β-不飽和醇的選擇性始終大于99%(圖1i-m)。進(jìn)一步，Ni-Al基氧化物及轉(zhuǎn)移加氫體系對于多種α,β-不飽和醛的轉(zhuǎn)移加氫反應(yīng)均表現(xiàn)出優(yōu)異性能，具有很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。上述工作發(fā)表在《材料化學(xué)雜志A》(《Journal of Materials Chemistry A》)雜志上(DOI: 10.1039/D0TA08363A)，第一作者是青島能源所的潘政宜博士，通訊作者是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)張文華副教授和青島能源所的王光輝研究員。(記者 王健高 通訊員 劉佳)
關(guān)鍵詞： 高穩(wěn)定性轉(zhuǎn)移加氫催化劑
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