[00137915]生物质转化多相催化剂的结构调控及性能研究

本项目属于化学学科中的应用化学,是生物质转化与多相催化的交叉研究。在化石资源日益枯竭的情况下,发展可再生的生物质资源代替不可再生的化石资源用于生产液体燃料和化学品,是实现可持续发展的一个重要战略。目前,生物质资源转化面临产率低、能耗大、成本高等问题。高性能多相催化剂的设计是实现生物质资源高效转化利用的关键科学问题之一。 本项目针对生物柴油的合成反应和生物质醇转化为高附加值化学品反应中存在的催化问题,研究了催化剂的结构和性能关系,构建了一系列高效的多相催化剂。主要研究内容有：（1）将KF 负载型催化剂用于酯交换法制备生物柴油反应中,详细研究了此固体催化剂结构和活性之间的关系,探讨了载体效应和催化机理,为高活性的KF 负载型催化剂的设计提供了理论依据;（2）制备了水滑石（HTs）、AuPt/HTs、Au/MgO、CuAg/HTs 等一系列固体碱及金属催化剂,研究了这些催化剂在醇的氧化加氢等反应中的催化活性,总结了催化剂结构与性能关系,提出了此类反应的催化机理;（3）针对金属纳米催化剂在制备过程中活性位点不易分散、使用过程中易团聚失活等问题,提出了半镶嵌型金属催化剂的新概念,以载体中原子为定位点,充分利用定位点与活性位点之间的相互作用,制备出高分散、热稳定的半镶嵌型金属纳米催化剂;（4）基于废物再利用和绿色环保的理念,分别以食品企业的废弃物蛋壳和铝厂的有害固体废弃物赤泥为催化剂前驱体,制备了可用于生物柴油合成的高性能固体碱催化剂,生物柴油产率可达到94%以上。 在国家自然科学重大研究计划等4项基金的资助下,经历12 年的持续研究,本项目在多相催化剂结构及性能调控方面取得了重要成果。在Applied Catalysis B-Environmental、Bioresource Technology、Catalysis Science ＆ Technology 等SCI源刊发表研究论文15 篇（其中SCI 一区论文4 篇,SCI 二区论文4 篇）,授权中国发明专利1件。论文发表后,得到国内外同行专家的高度评价和广泛引用,并引发大量的跟进研究。截止2019 年10 月14 日,15篇代表作在Web of science 检索引用601次,他人引用次数为566 次,单篇论文他人引用次数最高为250 次。发表的论文被Chemical Reviews、Chemical Society Reviews、Angewandte Chemie-International Edition、Advanced Materials、Chemical Science、Applied Catalysis B-Environmental、ACS Catalysis、Journal of Materials Chemistry A、Chemical Communications 等130余种SCI源期刊引用。