我科学家开发出高稳定性转移加氢催化剂 具有很好的工业化应用前景

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日期:2020-10-20 16:54:44    来源:科技日报    

10月20日,记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所获悉,该所王光辉研究员带领的多孔催化材料研究组联合中国科学技术大学张文华副教授开发出高稳定性转移加氢催化剂。

据了解,α,β-不饱和醇是重要的有机化工原料,在生产树脂、香料、增塑剂、药物、化妆品和染料等领域具有广泛的应用价值。α,β-不饱和醇可以通过α,β-不饱和醛的加氢反应获得,但是该过程中容易出现过度加氢的现象,导致不饱和醇的产率低,分离困难,成本增加。均相催化剂的使用可以提高α,β-不饱和醇的选择性,但是后处理工艺复杂,催化剂成本高。近年来,相比于以氢气为氢源的加氢途径,以低级醇为氢源的转移加氢途径不需要高压设备、安全可靠、易于操作,引起人们的广泛关注。相关研究表明NiO、Co3O4、LaFeO3和CuO等金属氧化物在转移加氢反应中具有优异的活性和选择性。如何提高金属氧化物催化剂在转移加氢的还原性氛围中的稳定性仍存在巨大挑战。

据介绍,王光辉带领的多孔催化材料研究组联合张文华科研攻关报道了一种新型的、具有空心结构的Ni-Al水滑石基金属氧化物催化剂,该催化剂在α,β-不饱和醛转移加氢制备α,β-不饱和醇反应中表现出优异的活性、选择性以及稳定性。首先,该工作通过硬模板的方法(图1a),构筑了Ni-Al基氧化物空心结构(图1b-h),提高了催化剂的比表面积、孔隙率,增加了催化剂暴露的活性位点,同时有利于反应的传质扩散。由于Niδ+(2<δ<3)型酸-碱活性位的形成,Ni-Al基氧化物催化剂经过循环使用12次,没有失活现象,表现出优异的催化稳定性,而且循环过程中α,β-不饱和醇的选择性始终大于99%(图1i-m)。进一步,Ni-Al基氧化物及转移加氢体系对于多种α,β-不饱和醛的转移加氢反应均表现出优异性能,具有很好的工业化应用前景。上述工作发表在《材料化学杂志A》(《Journal of Materials Chemistry A》)杂志上(DOI: 10.1039/D0TA08363A),第一作者是青岛能源所的潘政宜博士,通讯作者是中国科学技术大学张文华副教授和青岛能源所的王光辉研究员。(记者 王健高 通讯员 刘佳)

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