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大连理工大学梁长海教授研究组在丁二酸催化高效转化中取得新进展

浏览次数: 日期:2017-12-25
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丁二酸是一种重要的有机化工原料及中间体,被美国能源部列为未来12种最有价值的生物质平台化合物之一。丁二酸可以采用丁烷为原料制取,也可以生物发酵法合成。其中生物发酵过程中可大量利用化工装置副产二氧化碳。据报道每生产1吨丁二酸产品,可以吸收0.37吨二氧化碳。丁二酸可用于合成1,4-丁二醇、四氢呋喃、γ-丁内酯以及生物可降解材料聚丁二酸丁二醇酯。因此作为C4生物平台化合物的丁二酸进一步高效转化和增值吸引了学术界和工业界的广泛关注。

近年来,大连理工大学梁长海教授研究组针对有机酸平台化合物包括丁二酸催化加氢转化制四氢呋喃、γ-丁内酯以及1,4-丁二醇等新型催化剂和反应机理方面取得了系列创新性成果。在前期研究工作的基础上,博士生邸鑫和青年教师李闯博士采用微波辅助热解法高效制备了Re-Pt和Re-Rh双金属催化剂,从动力学角度研究了双金属协同效应在丁二酸催化转化当中的作用。研究发现双金属协同效应可以显著降低反应的活化能,促进双羧酸基团的加氢转化。金属间的相互作用可以促进金属原子上中等强度的氢气吸附与活化,进而促使内酯加氢开环,选择性的增加1,4-丁二醇的形成。同时,强相互作用更有助于抑制催化剂的氢解效应,减少反应产物进一步的裂解,避免副产物的产生。该研究有助于深入认识Re基双金属催化剂的协同作用并为丁二酸等有机酸平台化合物的加氢反应机理提供更加深入的理解。相关研究成果以“微波辅助热解制备的Re – M/C双金属催化剂中Re – M相互作用对丁二酸水相加氢性能的影响为题,由梁长海教授研究组和法国普瓦捷大学拉菲亚教授研究组合作发表在英国皇家化学学会《催化科学与技术》,并被遴选为封面文章以及英国皇家化学学会2017催化作用,科学与技术的热点文章。

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