近日,2022级硕士生张小丽在《Advanced Sustainable Systems》上发表题为《Flower-Shaped Zinc Oxide Nanostructures Loaded with Au Nanoparticles for Effcient and Highly Stable Production of Dihydroxyacetone from Glycerol Oxidation》的研究论文。刘海教授为通讯作者,北方民族大学为该论文第一完成单位。(Adv. Sustainable Syst.2025, 2400947;IF=6.5,JCR Q1)
甘油选择性氧化成二羟丙酮(DHA)是高效利用甘油(生物柴油生产的主要副产物)的关键方法。然而,平衡催化剂活性和循环稳定性的挑战严重限制了该工艺的实际应用。该研究通过控制Au负载催化剂中载体的纳米结构,有效地调节甘油转化性能,成功制备了纳米棒(NRs)、纳米花(NFs)和纳米颗粒(NPs)形态的氧化锌载体,并负载了Au纳米颗粒(NPs),得到了一系列Au/ZnO-Z催化剂。

其中,Au/ZnO-NF的花形氧化锌纳米结构组成的催化剂表现出最佳性能,甘油转化率为92.9%,DHA选择性为69.5%。且Au/ZnO-NF的循环稳定性优于目前报道的大多数催化剂。综合表征和实验分析表明,Au/ZnO-NF催化剂具有还原温度低、Au NPs粒径小、结晶性好等优点,显著提高了催化剂对O2的吸附和甘油二次多元醇的吸附和转化率羟基部分。
综上,这项工作证明调控纳米花结构是调节甘油氧化催化性能的有效策略,为合理设计高稳定性和选择性氧化催化剂提供了新的见解。
该工作得到了宁夏自然科学基金、北方民族大学研究生创新项目等项目的支持。
该研究得到了课题组刘海老师、袁振老师、熊芷乐老师的悉心指导。
全文链接:https://doi.org/10.1002/adsu.202400947