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27
2018
-
09
大連理工大學(xué)梁長海教授研究組在丁二酸催化高效轉(zhuǎn)化中取得新進(jìn)展
丁二酸是一種重要的有機(jī)化工原料及中間體，被美國能源部列為未來12種最有價值的生物質(zhì)平臺化合物之一。
丁二酸是一種重要的有機(jī)化工原料及中間體，被美國能源部列為未來12種最有價值的生物質(zhì)平臺化合物之一。丁二酸可以采用丁烷為原料制取，也可以生物發(fā)酵法合成。其中生物發(fā)酵過程中可大量利用化工裝置副產(chǎn)二氧化碳。據(jù)報道每生產(chǎn)1噸丁二酸產(chǎn)品，可以吸收0.37噸二氧化碳。丁二酸可用于合成1,4-丁二醇、四氫呋喃、γ-丁內(nèi)酯以及生物可降解材料聚丁二酸丁二醇酯。因此作為C4生物平臺化合物的丁二酸進(jìn)一步高效轉(zhuǎn)化和增值吸引了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。
近年來，大連理工大學(xué)梁長海教授研究組針對有機(jī)酸平臺化合物包括丁二酸催化加氫轉(zhuǎn)化制四氫呋喃、γ-丁內(nèi)酯以及1,4-丁二醇等新型催化劑和反應(yīng)機(jī)理方面取得了系列創(chuàng)新性成果。在前期研究工作的基礎(chǔ)上，博士生邸鑫和青年教師李闖博士采用微波輔助熱解法高效制備了Re-Pt和Re-Rh雙金屬催化劑，從動力學(xué)角度研究了雙金屬協(xié)同效應(yīng)在丁二酸催化轉(zhuǎn)化當(dāng)中的作用。研究發(fā)現(xiàn)雙金屬協(xié)同效應(yīng)可以顯著降低反應(yīng)的活化能，促進(jìn)雙羧酸基團(tuán)的加氫轉(zhuǎn)化。金屬間的相互作用可以促進(jìn)金屬原子上中等強(qiáng)度的氫氣吸附與活化，進(jìn)而促使內(nèi)酯加氫開環(huán)，選擇性的增加1,4-丁二醇的形成。同時，強(qiáng)相互作用更有助于抑制催化劑的氫解效應(yīng)，減少反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)一步的裂解，避免副產(chǎn)物的產(chǎn)生。該研究有助于深入認(rèn)識Re基雙金屬催化劑的協(xié)同作用并為丁二酸等有機(jī)酸平臺化合物的加氫反應(yīng)機(jī)理提供更加深入的理解。相關(guān)研究成果以“微波輔助熱解制備的Re – M/C雙金屬催化劑中Re – M相互作用對丁二酸水相加氫性能的影響為題，由梁長海教授研究組和法國普瓦捷大學(xué)拉菲亞教授研究組合作發(fā)表在英國皇家化學(xué)學(xué)會《催化科學(xué)與技術(shù)》，并被遴選為封面文章以及英國皇家化學(xué)學(xué)會2017催化作用，科學(xué)與技術(shù)的熱點(diǎn)文章。
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