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我院周功兵教授在国际顶级学术期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy》上发表最新研究成果

2024年06月17日 09:13  点击:[]

我院周功兵教授在国际顶级学术期刊《Applied Catalysis B: Environment and Energy上发表最新研究成果

近日,我院在生物质升级转化领域取得重要进展相关成果以《Yolk-shell electron-rich Ru@hollow pyridinic-N-doped carbon nanospheres with tunable shell thickness and ultrahigh surface area for biomass-derived levulinic acid hydrogenation under mild conditions》为题在线发表于催化领域国际顶级学术期刊Applied Catalysis B: Environment and Energy》(中科院大类一区TOP期刊,影响因子22.1),我院研究生杨京嵩为第一作者,周功兵教授为唯一通讯作者我校为唯一署名单位

 

 

乙酰丙酸选择加氢制备γ-戊内酯是生物质废料增值转化的关键途径之一,具有原料来源广泛和环保经济的特点。目前,非贵金属催化剂虽然成本较低,但活性低、反应条件苛刻且稳定性差,而贵金属活性高、反应条件温和,但价格高昂、稳定性低。因此,设计并制备温和条件下高效、稳定的纳米催化剂,成为乙酰丙酸选择加氢研究领域亟待解决的问题。该研究以氨基修饰的光滑氧化硅纳米球为模板,采用硬模板法制备了蛋黄-壳结构中空Ru@N碳球,并对壳层厚度进行了调控。实验和理论计算表明,独特的蛋黄-壳结构和较薄的碳壳有利于暴露更多的表面吡啶N物种,其有助于形成富电子金属Ru活性中心以及使Rud带中心向费米能级正移,从而适当增强了金属Ru和活性H之间的相互作用,促进了乙酰丙酸在催化剂表面的吸附以及乙酰丙酸羰基与H之间的电子转移,降低了反应活化能。30 °C1 MPa H2下,乙酰丙酸的转换频率高18733.4 h-1γ-戊内酯的选择性>99.9%,且具有长达个催化循环的优异稳定性,显著优于相应负载型催化剂。研究结果可为合理设计用于生物质升级利用的蛋黄-壳结构纳米催化剂提供有益参考。

 

 

周功兵教授课题组致力于生物质平台分子的催化转化、选择加氢催化剂的研究以及电解水催化剂的研究,近年来取得系列重要研究成果(Chemical Engineering Journal 2024, 484, 149635; Chemical Engineering Journal 2023, 457, 141188; Chemical Engineering Journal 2023, 475, 146297; Journal of Catalysis 2021, 398, 148-160; Journal of Catalysis 2020, 382, 97-108; Journal of Catalysis 2019, 369, 352-362)。

 

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