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大連理工大學梁長海教授研究組在丁二酸催化高效轉化中取得新進展

大連理工大學梁長海教授研究組在丁二酸催化高效轉化中取得新進展

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【摘要】:
丁二酸是一種重要的有機化工原料及中間體,被美國能源部列為未來12種最有價值的生物質平臺化合物之一。
  丁二酸是一種重要的有機化工原料及中間體,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,也可以生物發酵法合成。其中生物發酵過程中可大量利用化工裝置副產二氧化碳。據報道每生產1噸丁二酸產品,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一步高效轉化和增值吸引了學術界和工業界的廣泛關注。
 
  近年來,大連理工大學梁長海教授研究組針對有機酸平臺化合物包括丁二酸催化加氫轉化制四氫呋喃、γ-丁內酯以及1,4-丁二醇等新型催化劑和反應機理方面取得了系列創新性成果。在前期研究工作的基礎上,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,從動力學角度研究了雙金屬協同效應在丁二酸催化轉化當中的作用。研究發現雙金屬協同效應可以顯著降低反應的活化能,促進雙羧酸基團的加氫轉化。金屬間的相互作用可以促進金屬原子上中等強度的氫氣吸附與活化,進而促使內酯加氫開環,選擇性的增加1,4-丁二醇的形成。同時,強相互作用更有助于抑制催化劑的氫解效應,減少反應產物進一步的裂解,避免副產物的產生。該研究有助于深入認識Re基雙金屬催化劑的協同作用并為丁二酸等有機酸平臺化合物的加氫反應機理提供更加深入的理解。相關研究成果以“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拉菲亞教授研究組合作發表在英國皇家化學學會《催化科學與技術》,并被遴選為封面文章以及英國皇家化學學會2017催化作用,科學與技術的熱點文章。
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