華東理工大學(xué)在生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域研究取得重要進(jìn)展

近日，華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院王艷芹教授課題組在生物質(zhì)高效催化轉(zhuǎn)化合成生物質(zhì)能源方面取得重要研究進(jìn)展，最新研究成果《Pd/NbOPO4 Multifunctional Catalyst for the Direct Production of Liquid Alkanes from Aldol Adducts of Furans》發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志上(Angew. Chem. Int. Ed. 2014,http://dx.doi.org/10.1002/anie.201403440)。該項(xiàng)工作由博士研究生夏啟能、爨謙在王艷芹教授和龔學(xué)慶教授的共同指導(dǎo)下完成，研究得到了盧冠忠教授領(lǐng)銜的“973”計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的資助。

生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制備液態(tài)烷烴通常經(jīng)過多步驟，在高溫、高壓下進(jìn)行，既會(huì)導(dǎo)致C-C鍵的斷裂，產(chǎn)生低值的甲烷和CO2，使液態(tài)烷烴的收率降低，又會(huì)導(dǎo)致催化劑的失活。該成果創(chuàng)新性地構(gòu)建了多功能的Pd/NbOPO4催化劑，使得呋喃類化合物的衍生物(來源于生物質(zhì))在溫和的條件下直接催化轉(zhuǎn)化為液態(tài)烷烴，液態(tài)烷烴收率高(90%)，催化劑壽命長(250小時(shí))。在該多功能Pd/NbOPO4催化劑中，NbOx起到了決定性的作用，其既作為酸中心發(fā)揮脫水的作用，同時(shí)作為強(qiáng)的親氧物種，具有斷C-O鍵的作用，使得反應(yīng)在溫和條件下進(jìn)行，這是首次對(duì)NbOx斷C-O鍵的作用進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和理論研究。該成果對(duì)于認(rèn)識(shí)Nb類材料的性質(zhì)與作用，同時(shí)對(duì)于生物質(zhì)及其衍生物催化脫氧加氫制備生物汽油、生物航煤和生物柴油具有特別重要的意義。

王艷芹教授長期從事“多孔材料與催化”的研究，發(fā)表SCI論文100余篇，他引2500余次，H因子26，近年來，圍繞生物質(zhì)的高效催化轉(zhuǎn)化合成能源及精細(xì)化學(xué)品等開展工作，取得了一系列的研究成果，相關(guān)成果已陸續(xù)發(fā)表在Chem. Commun. 2011, 47:3924; ChemSusChem 2011, 4:1758; Green Chem. (2011, 13:2678;2012, 14:2506; 2014,16: 846);Appl. Energ.2012, 92:218; Int. J. Hydrogen Energ. 2012, 37:227; Catal. Sci. Technol.2012, 2:2485; AICHE J 2013, 59:2558; Appl. Catal. A 2013, 459:52;Appl. Catal. B 2014, 146: 244; Appl. Catal. A 2014, 469:108等國際知名期刊上，同時(shí)申請(qǐng)了兩項(xiàng)PCT專利，14項(xiàng)中國發(fā)明專利(其中5項(xiàng)已授權(quán))，對(duì)生物質(zhì)高效利用領(lǐng)域的發(fā)展具有十分重要的意義。