學院新聞
                College News
                您當前所在的位置:首頁 > 學院新聞
                理學院在生物質轉化領域的研究取得新突破發表時間:2020-08-14    作者:

                理學院能源與環境催化科研團隊在可再生生物質資源的化學轉化和能源化利用領域的研究取得新突破,相關成果發表在國際著名期刊ACS Catalysis(中科院1區,IF=12.35,論文的第一作者為我校2017級碩士研究生張龍康,指導教師王春教授,河北農業大學為第一署名單位。 

                生物質是儲存太陽能能量的載體,是自然界存在最廣泛、儲量最大的可循環再生的有機碳資源。對于生物質資源的化學轉化和能源化利用能夠有效緩解人類生活對于化石能源的依賴。木質素類生物質經快速熱解可直接得到生物油。生物油加氫精制可以有效的降低氧含量,提高生物油熱值和燃燒穩定性,進而提高油的品質。最有效的生物油脫氧方法是催化加氫脫氧,開發高效的催化加氫脫氧催化劑是實現生物油高效脫氧的關鍵。

                圖片1.png

                1催化劑Co1@NC-(SBA)的制備示意圖

                單原子催化劑(SACs)作為催化領域的新星,由于其最大原子利用率,確切的原子結構和優異的催化性能的優點受到廣泛關注。硬模板法是制備SACs的一種有效方法,由硬模板制備的單原子催化劑具有更高的金屬負載量、豐富的孔道結構等優點。

                理學院能源與環境催化科研團隊,以鈷配合物為前驅體,以三種不同孔道結構的SiO2MCM-41,SBA-15FDU-12)為硬模板,制備了負載在氮摻雜碳上的系列單原子鈷催化劑,研究了模板的孔道結構對Co分散性的影響。球差電鏡和同步輻射分析證明,SBA-15為模板制備的催化劑Co1@NC-(SBA)Co1@NC-(SBA)Co以單原子形式存在。

                Co1@NC-(SBA)可高效催化木質素衍生生物油模型物質香草醛、鄰香草醛、丁香醛、乙酰香草醛、異丁香酚等的加氫脫氧反應以及肉桂醛、系列硝基化合物的氫化反應。

                通過密度泛函理論計算對催化劑的催化機理進行了深入探討。計算了反應中主要物種(H2, H*, vanillin, HMP, DMP and MMP)在可能活性位點Co-N5, Co-N4O, CoN4 and Co 納米上的吸附能。結果表明,HMP更容易在CoNx位點吸附、活化。Bader電荷分析結果表明,香草醛更易于被吸附在Co-N4OCo-N5位點,同時H*易于從這些位點脫附。

                該工作也得到了國內知名化學資訊新媒體平臺X-MOL的詳細報道: https://mp.weixin.qq.com/s/htdZDdYVAg5zpLkdUaLHDA

                王春教授主要致力于綠色合成、生物質轉化、污染物分析等方面的研究。近年來主持國家自然科學基金面上項目1項,河北省自然科學基金等省級科研項目5項。迄今以第一作者和通訊作者發表學術論文160余篇,其中SCI收錄140余篇。發表的論文SCI他人引用6000余次,H-index指數為42。

                原文鏈接https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.0c00239


                荣鼎彩