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千赢官网QY18VIP:材料与化学工程学院在生物质基化学品研究领域取得新进展

近日,材料与化学工程学院庄长福教授团队在生物质基化学品研究领域取得新进展。相关成果以“Phase Regulation of Ni-based Catalyst Promotes Selective Hydrogenation of Furfural: Effect of Glycerol and Zn Content”为题,发表在《Applied Catalysis B: Environmental》(一区TOP,IF=24.319)上,第一作者是材料与化学工程学院2021级硕士研究生杨春艳。该研究是在2019级研究生褚杰(Catalysis Science & Technology,2022,10.1039/D2CY00244B)和2020级研究生翟洲潇(ACS Appl. Mater & Interfaces,2022,10.1021/acsami.2c12874)的工作基础上完成的。

糠醛作为重要的生物质平台分子,主要来源于玉米芯、麦壳、甘蔗渣和农林废弃物等生物质原料。中国是糠醛的最大生产国,约占世界70%的总产能。目前,全球65%的糠醛被用来生产糠醇。但是,精确控制糠醛催化过程中的加氢位点和加氢程度对糠醇的选择性至关重要,关键是开发环境友好且高效稳定的催化剂。

本研究通过甘油辅助Zn含量调控策略,利用低成本原料制备了系列双金属碳化物催化剂(NixZny@CN-G),其中甘油和Zn作为物相调节剂。当用于糠醛到糠醇的选择性加氢时,最佳催化剂Ni3Zn@CN-G的糠醇产率比没有加入甘油和Zn的Ni@CN高出9倍。优越的催化性能归因于催化剂中高含量的Ni3ZnC0.7物相。相关表征和DFT计算表明,Ni3ZnC0.7物相促进了H2和糠醛的活化。更重要的是,催化剂的物相组成和含量可以通过Zn含量的改变和甘油的辅助来调控。这项工作揭示了物相调节与催化性能之间的相关性,为绿色催化剂设计和生物质高效转化提供了新的思路。

上述成果得到了云南省农业联合专项、云南省中青年学术和技术带头人后备人才等项目的资助。(来源:材料与化学工程学院/文/图:梁坤/审核:李向红/初审:李颖/复审:史桓恺/终审:张武先/责任编辑:史桓恺)

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122854

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