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张听伟博士在一区期刊《Microporous and Mesoporous Materials》发表研究论文

[ 发布时间:2020- 10- 27 ]


 

202010月,我院制浆造纸系教师张听伟博士在材料学科一区TOP期刊《Microporous and Mesoporous Materials》(影响因子4.551)在线发表题为“Efficient Production of 5-Hydroxymethylfurfural from Glucose over Silica-Tin Oxide Composite Catalysts”的研究论文。南京林业大学金永灿教授和中国科学技术大学李文志教授为论文的通讯作者,南京林业大学为第一作者单位。

5-羟甲基糠醛(HMF)是一种来源于生物质的重要平台分子化合物,具有重大的应用价值。但是,由于葡萄糖基原料稳定的吡喃醛糖结构和HMF的高反应活性,葡萄糖基底物酸催化脱水制取HMF的过程易发生聚合、再水合及分解等副反应,导致HMF收率较低。本研究选择惰性二氧化硅(SiO2)为载体,通过原位合成的方法将锡(Sn)位点掺入SiO2骨架以引入Lewis酸性,制得Sn-SiO2催化剂;再进一步通过磷酸浸渍、焙烧的方法引入Brønsted酸性,制得Sn,P-SiO2催化剂。Sn-SiO2HCl混合使用在单相有机溶剂中显示出制取HMF的高催化活性,表明Sn-SiO2含有的弱-中性Lewis酸位点能够有效地催化葡萄糖异构化为果糖中间体,且其酸度不足以显著提升副反应的发生。B/L酸双功能Sn,P-SiO2在单相溶剂中同样显示出高催化活性,Sn,P-SiO2均衡的Brønsted-Lewis酸度促进的协同催化效应是高HMF收率的主导因素。本研究表明,对于HMF合成反应,将合适的酸物种掺杂到惰性基质(SiO2)上可能是一种构建具有平衡的Brønsted-Lewis酸度的高效酸催化剂的有效策略。

 

 

该项研究工作得到国家自然科学基金(3173010631770623)的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2020.110717