兰州化物所等发展出用于增强生物质和聚醚碳氧键氢解的反相铈镍催化剂
日期：
2024-10-25
浏览次数:
110
生物质来源于植物光合作用所吸收固定的二氧化碳和水，是可再生碳资源。面对日趋严峻的化石资源和环境问题，生物质资源因具有可再生性和碳中性等特点而在开发利用方面备受关注。生物质存在大量以C-O单键或C=O双键形式存在的键合氧，难以直接用于化学化工行业。因此，通过催化转化过程将生物质中的C-O键定向转化，获得二元醇、氨基醇和羟基酯等高值含氧化学品并开发具有高选择性和高稳定性的催化反应体系是研究热点。中国科学院兰州化学物理研究所可再生碳资源催化转化组致力于生物质资源的高值化转化利用，发展了系列生物基高值化学品的催化合成技术。近期，该课题组以半纤维素衍生下游产品——四氢糠醇为原料，构建了具有氧化物/金属-反相结构的稀土基非贵金属Ni催化剂（4CeOx/Ni），并利用氧化物-金属界面的电子结构调控实现了特定C-O键的高选择性氢解断裂，高收率获得了1,5-戊二醇。该催化剂体系能够将系列木质纤维素基平台化合物及废塑料选择性转化为高附加值含氧化学品。研究表明，4CeOx/Ni反相催化剂中，稀土氧化物与金属镍之间强电子相互作用诱导了界面富电子Ni-VO-Ce催化位点的生成，增强了其对特定醚C-O键的选择性吸附，并促进了界面活性Hδ−物种的形成。同时，两者的协同作用提高了C-O键氢解速率。上述研究加深了科学家对金属-氧化物界面电子强相互作用的认识，为生物质和废弃塑料高值转化催化剂的设计工作提供了新思路。相关研究成果以Inverse ceria-nickel catalyst for enhanced C–O bond hydrogenolysis of biomass and polyether为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。该工作由兰州化物所和中国科学院大学合作完成。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院“西部之光”人才培养计划“西部青年学者”项目和甘肃省科技重大专项计划项目的支持。
Hot News
/
相关推荐
2025
-
07
-
04
点击次数:
14
来源：X-MOL通过界面重构方法制备具有特殊榫卯结构的Cu/Zn(Ga)Ox催化剂，其结构特征为Cu纳米粒子嵌入到亚稳态Zn(Ga)Ox基底中，形成稳定的Zn-O-Cu+-Ov-Gaδ+界面位点。Cu/Zn(Ga)Ox催化剂在MSR反应中表现出优异的催化性能，在225 °C下实现了99.3%的甲醇转化率以及124.6 μmol s-1 gcat-1的氢气生成速率，且在400小时内显示出极...
2025
-
07
-
04
点击次数:
14
来源：X-MOL合金化是提高 Nd2Fe14B 磁性能的有效策略。然而，优先替代的潜在机制仍未得到充分了解。在本研究中，利用密度泛函理论计算来研究稀土和过渡金属掺杂剂对 Nd2Fe14B 稳定性和磁性能的影响。研究发现，对于 Nd-site 掺杂，Dy、Sm、Pr 和 La 等稀土元素可以增强 Nd2Fe14B 的相稳定性，其位点偏好主要受稀土元素的体积效应控制。对于 Fe 位点掺杂，Ni、Co、...
2025
-
07
-
03
点击次数:
28
来源：X-MOL高性能稀土永磁体需要同时优化 SmCo5 中的饱和磁化强度和稳定性。虽然单元素掺杂可以增强特定的磁性能，但它往往无法协调多个性能指标，例如磁化强度、各向异性和结构稳定性。本研究采用第一性原理密度泛函理论 （DFT） 计算来研究 12 种双元素掺杂构型，涉及在 SmCo5 中最佳 Co 晶格位点取代的 Mn、Fe、Ni 和 Cu。对结构稳定性、电子结构和磁特性（包括取代能、电荷密度差...
2025
-
07
-
03
点击次数:
28
来源：X-MOL这项工作通过使用简单的 Er69Fe31 合金添加剂报道了重稀土元素 Er 对 Nd-Fe-B 磁体的影响，该添加剂比 Dy 和 Tb 元素便宜得多。结果表明，通过合理控制 Er69Fe31 添加量，在磁性能最小降低的情况下提高了耐腐蚀性。主要原因是 Er 元素部分取代了主相晶粒边缘的 Nd 元素，形成了低 HA 的 （Er，Nd）2Fe14B 壳层，导致矫顽力降低。然而，耐腐蚀性...