青岛能源所等开发出高稳定性的转移加氢催化剂

2020年10月15日 16:15:24 来源: 互联网
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  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应用价值。α, β-不饱和醇可通过α, β-不饱和醛的加氢反应获得,然而,该过程易出现过度加氢的现象,导致不饱和醇的产率低、分离困难和成本增加。均相催化剂的使用可提高α,β-不饱和醇的选择性,但是后处理工艺复杂,催化剂成本较高。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、安全可靠且易于操作,引起人们关注。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较好的活性和选择性,而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挑战。 

  近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员王光辉带领的多孔催化材料研究组,联合中国科学技术大学副教授张文华,报道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良好的活性、选择性和稳定性。该研究通过硬模板的方法(图1a),构筑Ni-Al基氧化物空心结构(图1b-h),提高催化剂的比表面积、孔隙率,增加催化剂暴露的活性位点,有利于反应的传质扩散。同时,由于Niδ+(2<δ<3)型酸-碱活性位的形成,Ni-Al基氧化物催化剂循环使用12次未出现失活现象,表现出较好的催化稳定性,且在循环过程中,α, β-不饱和醇的选择性大于99%(图1i-m)。此外,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较好的性能,具有工业化应用前景。 

  相关研究成果发表在Journal of Materials Chemistry A上(DOI: 10.1039/D0TA08363A),青岛能源所博士潘政宜为论文第一作者,张文华和王光辉为论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金和山东省自然科学基金等的资助。

图1.催化剂制备(a)、表征(b-h)及其应用(i-m)展示