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Cu/MOF双功能催化剂催化乙酰丙酸制取γ-戊内酯的研究

收稿日期：2023-11-30 修回日期：2023-12-29 刊出日期：2024-04-08

DOI:10.20078/j.eep.20240110

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    摘要：传统化石能源的日益消耗引发了严重的能源危机和环境污染等问题,亟需开发和利用可再生能源。生物质因其资源丰富、成本低廉和清洁的特点,引起了人们的广泛关注。采用简单、高效的溶剂热方法构筑了一种金属有机框架封装金属Cu的新型复合材料,Cu/MOF-... 展开+
    摘要：

    传统化石能源的日益消耗引发了严重的能源危机和环境污染等问题,亟需开发和利用可再生能源。生物质因其资源丰富、成本低廉和清洁的特点,引起了人们的广泛关注。采用简单、高效的溶剂热方法构筑了一种金属有机框架封装金属Cu的新型复合材料,Cu/MOF-808,该催化剂中Cu原子锚定在Zr基金属有机框架MOF-808次级结构单元的缺陷位。Cu/MOF-808催化剂在较温和的反应条件下(140℃),以异丙醇为氢源,通过催化转移加氢路径,将生物质平台分子乙酰丙酸选择性加氢转化为γ-戊内酯,产率达到91.5%。溶剂影响因素结果表明,Cu/MOF-808催化剂在异丙醇中表现出最好的活性和选择性,远高于甲醇、乙醇和仲丁醇体系,主要得益于异丙醇优异的供氢能力。此外,Cu/MOF-808催化剂具有良好的稳定性和可重复利用性,在5次循环后仍能保持较高的催化活性和目标产物选择性。机理研究揭示了MOF锚定的高分散Cu金属位点和MOF中Zr簇的Lewis酸性位点的高效协同作用,促进了乙酰丙酸高效催化转化。

    收起-

    作者：

    • 邬玉珊
    • 王继大
    • 许狄
    • 徐艳飞
    • 定明月*

    作者简介

    作者简介：邬玉珊(1989—),男,湖北武汉人,博士后,主要研究方向为晶态多孔材料设计与合成及其生物质催化转化应用。E-mail:00033101@whu.edu.cn
    通讯作者：定明月(1979—),男,湖北洪湖人,教授,主要研究方向为C1小分子催化转化及生物质高值化利用。E-mail:dingmy@whu.edu.cn

    单位

    • 武汉大学 动力与机械学院

    关键字

    • 选择性加氢
    • 氢转移
    • CuMOF
    • 乙酰丙酸
    • 戊内酯

    基金项目

    国家重点研发计划资助项目(2022YFA1504700);国家自然科学基金资助项目(52306269,U21A20317,U22A20394)

    引用格式

    邬玉珊,王继大,许狄,等.Cu/MOF双功能催化剂催化乙酰丙酸制取γ-戊内酯的研究[J].能源环境保护,2024,38(2):105-113.

    WU Yushan, WANG Jida, XU Di, et al. Selective hydrogenation of levulinic acid toward GVL over Cu/MOF bifunctional catalyst[J]. Energy Environmental Protection, 2024, 38(2): 105-113.

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