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科研成果

《Fuel》等期刊刊发高慧教授团队研究成果

点击数: [] 更新日期:2023年10月25日 08:49

本网讯 近期,糖心vlog高慧教授团队在生物质资源高值化利用领域取得进展,相关研究发表了两篇高水平研究论文,分别发表于《燃料》(《Fuel》,中科院一区TOP,IF=7.4)、《国际生物大分子》(《International Journal of Biological Macromolecules》,中科院一区TOP,IF=8.2)。

不可再生化石燃料储量的减少和温室效应的增加,导致从可持续发展的生物质资源中合成燃料的需求增大。生物质资源储量丰富、环保、可再生,作为化石燃料的潜在替代品已引起广泛关注。生物质资源的主要用途是转化为生物燃料和各种高价值的化合物。5-羟甲基糠醛(HMF)作为生物质资源转化的重要平台化合物,可以用于生产各种高价值的石油衍生化学品,包括乙酰丙酸(LA),2,5-呋喃二甲醇(DHMF),2,5-呋喃二甲酸(FDCA)等。

β分子筛作为酸性固体分子筛的典型代表,具有三维十二圆环微-介孔结构,同时具有Bronsted&Lewis酸性位点,且容易进行表面酸性位点修饰。磺酸功能化固体酸催化剂因其低成本,高稳定性而受到广泛关注。

基于此,本研究以β分子筛作为载体,通过硅烷偶联剂将磺酸基接枝到β分子筛上合成了一系列磺酸功能化β分子筛(β-SO3H)。该催化剂表现出优异的Bronsted & Lewis酸性,可以将碳水化合物高效转化为5-羟甲基糠醛。【论文1:《磺酸功能化β分子筛作为纤维素合成5-羟甲基糠醛的高效双功能固体酸催化剂》(Sulfonic acid functionalized β zeolite as efficient bifunctional solid acid catalysts for the synthesis of 5-hydroxymethylfurfural from cellulose)】

证实了磺酸基团对碳水化合物转化为HMF的优秀催化能力后,通过巯基-烯烃点击化学反应在β分子筛上合成了末端带有磺酸基的树状大分子,使得β分子筛上接枝更多磺酸基团。结果表明,相比于磺化β分子筛催化剂,树状β分子筛对碳水化合物转化为HMF的催化能力更强,所需的反应条件更温和,可以高效地将各种碳水化合物转化为HMF。【论文2:《含磺酸基的树状β分子筛催化碳水化合物高效合成5-羟甲基糠醛》(Efficient synthesis of 5-hydroxymethylfurfural from carbohydrates via SO3H-containing dendrimer β zeolite catalyst)】

课题组博士研究生邢馨忆为论文第一作者,高慧教授和青年教师徐思泉为论文的共同通讯作者。以上研究成果我校皆为论文的第一完成单位与通讯作者单位。(一审:胡先业 二审:夏利明 三审:江正君)


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