ChemCatChem:双金属催化剂中金属助剂在木质素氢解制备高附加值化学品中的效应
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天津大学环境学院纪娜/吕学斌课题组在ChemCatChem期刊对双金属中金属助剂在木质素氢解转化为高附加值化学品中的效应进行了探讨。该文章重点讨论了不同双金属中两种金属的相互作用对于催化剂表面性质的改变,从而对木质素氢解过程产生不同影响,文章分别围绕四个效应探讨了双金属催化剂在木质素氢解过程中的反应机理,为深入分析双金属催化剂的催化机理以及设计高效多金属催化剂提供有效思路。
木质素是自然界中含量最高的芳香族资源,是一种可替代传统化石燃料的可再生能源,木质素氢解是合成高附加值化学品和液体燃料的有效途径之一,因此设计具有高催化性能、低氢消耗、反应条件温和以及抗烧结性强的金属催化剂受到了广泛关注。目前尽管有相关综述提到双金属催化剂在生物质转化中具有优越的催化性能,以及从金属助剂与载体等方面设计双金属催化剂,但是关于双金属催化剂中四种效应对木质素氢解性能影响的系统性综述相对欠缺,难以为深入探讨双金属催化剂在木质素氢解中的反应机制提供有效指导。
因此,天津大学环境学院纪娜/吕学斌课题组对不同金属助剂在木质素氢解过程中的四种效应以及双金属催化剂的反应机理进行了详细探讨。文章表示,双金属催化剂中金属助剂通过以下四个不同效应提高催化剂的活性、选择性以及稳定性:1)电子/配体效应:两种金属之间的电子转移将会影响催化剂的表面电子性质,从而会改变反应底物与催化剂表面的吸附强度以及吸附角度;2)协同效应:双金属催化剂会协调两种不同金属的催化效果,或者两种金属之间的相互作用形成的合金在木质素氢解中具有新的催化功能;3)稳定效应:金属助剂会通过抑制烧结、降低碳积和阻止活性位点的过度还原或者过度氧化来提高催化剂的稳定性;4)几何效应:金属助剂会通过改变金属活性位点的尺寸大小从而影响催化剂的产物选择性以及初始活性。此外,文章还提出了深入探究双金属催化剂在木质素氢解过程中反应机理的研究方向,以及制备高效多金属催化剂的研究方向。
论文信息:
Effects of metal promoters in bimetallic catalysts in hydrogenolysis of lignin derivatives into value-added chemicals
Tingting Li, Na Ji, Zhichao Jia, Xinyong Diao, Zhenjiao Wang, Qingling Liu, Chunfeng Song, Xuebin Lu
文章通讯作者为天津大学环境学院纪娜副教授和吕学斌教授,第一作者为天津大学环境学院硕士研究生李婷婷
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DOI: 10.1002/cctc.202001124
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