中国科学院科研新突破

赵桂芝 2024-11-29

生物降解材料研究院报道，近日，中国科学院广州能源研究所博士夏声鹏、研究员赵坤与郑安庆等科研人员，成功开发出一种创新性的Zn-Mo-O/ZSM-5新型双功能催化剂，有效地将二氧化碳与2-甲基呋喃共转化生成芳香烃，同时显著减少积碳。相关成果发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。

生物呋喃是一类重要的 “平台化学品”，可从生物质中的纤维素和半纤维素的水解和脱水中获得。生物呋喃的芳构化为可持续化学品的生产提供了一种前景广阔的方法。然而，在传统沸石催化剂上生物呋喃的芳构化过程却面临着芳烃收率低和沸石催化剂积碳严重的挑战。

该研究表明，Zn-Mo-O/ZSM-5双功能催化剂不仅有效提高2-甲基呋喃和二氧化碳转化率（超过97%），同时也使得目标产物芳烃和一氧化碳的碳收率超过85%，副产物烯烃含量几乎可以忽略不计（0.05%），催化剂上的积碳生成量从22.3%降至8.6%。

此外，二氧化碳的加入有效提高了反应的稳定性，稳定运行时间从40分钟延长到110分钟。同步辐射真空紫外光电离反射飞行时间质谱、13C同位素示踪、原位漫反射傅里叶变换红外光谱等先进表征技术进一步揭示了ZnMoO4/ZSM-5催化剂选择性地调控反应中间体和反应路径的作用机制。

该研究为二氧化碳和生物呋喃的共转化提供了新思路，开辟了可持续化学品生产的新路径。上述研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和广东省杰出青年基金等项目的资助。

内容来源：生物降解材料研究院

责任编辑：展源

审　　核：何发

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