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研究方向

研究方向一:生物质及其衍生物制备烃类燃料

近年来,我组针对生物质及其衍生物碳碳偶联脱氧加氢制备烃类燃料开展了系统的研究。开发了一系列铌基催化剂,围绕铌基催化剂对呋喃环上断C-O键的能力进行了深入研究。Angew Chem Int. Ed. 2014, 53, 9755-9760. ChemSusChem 2015, 8 (10), 1761-1767. Green Chem. 2015, 17 (8), 4411-4417. Appl. Catal. B-Environ. 2016, 181, 699-706. Nat. Commun. 2016, 7. Chem. Commun. 2016, 52 (29), 5160-5163. ACS Sustain. Chem. Eng. 2018, 6 (10), 13107-13113.)基于铌基催化剂优异的脱氧加氢活性,我们开发了一系列高品质燃料制备工艺和催化体系,使从生物质出发制备燃料技术趋于成熟。(ACS Catal. 2018, 8 (4), 3280-3285. ChemSusChem 2017, 10 (20), 4102-4108. ChemSusChem 2016, 9 (13), 1712-1718. ChemSusChem 2017, 10 (24), 4817-4823. ChemSusChem 2017, 10 (4), 747-753.)

研究方向二:木质素催化转化制备高附加值化合物

我组在木质素催化转化制备芳烃领域取得了一系列重大突破,创新性地设计了多功能Ru/Nb2O5催化剂,使木质素在相对温和的条件下一锅法实现C-O键的选择性氢解,高选择性地得到芳香烃化合物。(Nat. Commun. 2017, 8, 16104. ChemSusChem 2018, 11, 1-9. Catalysis Science & Technology 2018, 8, 735-745. Catalysis Science & Technology 2018, 8, 6129-6136. Applied Catalysis A: General 2017, 547, 30–36. Chinese Journal of Catlysis 2019, 40, 609-617)此外,我们首次在Ru/NbOPO4催化体系中实现了木质素中Caromatic-C键的选择性断裂,并对其反应机理进行了深入探讨。(Chem 2019, doi.org/10.1016/j.chempr.2019.03.007

研究方向三:糠醛,5羟甲基糠醛的制备

我组设计并制备了一系列的新型固体酸催化剂(Sn-Mont, 铌基催化剂,Si-Al复合金属氧化物),将碳水化合物高效转化为糠醛和5-羟甲基糠醛等高附加值平台化合物。Green Chem. 2011, 13, 2678-2681. Green Chem. 2012, 14, 2506-2512. Catalysis Science &Technology, 2012, 2, 2485-2491. AIChE Journal, 2013, 59(7), 2558-2566. Fuel. 2015, 139, 301-307. Catalysis Science & Technology. 2016, 6, 7586-7596. ChemCatChem. 2017, 9, 2739-2746. Molecular Catalysis. 2017, 441, 72-80. Chemical Engineering Journal. 2018, 332, 528-536.此外,我们开创性地提出了海水催化碳水化合物转化的新思路,并对Cl离子催化脱水反应的机理进行了深入的研究。(Industrial & Engineering Chemistry Research. 2018. 57, 3545-3553. ChemSusChem. 2018, 11, 1–9)

研究方向四:糠醛,5羟甲基糠醛的催化转化

我组在生物质衍生的呋喃类平台化合物催化转化制备精细化学品方面进行了广泛的研究。深入研究了Pt基金属-金属氧化物催化剂上,由呋喃类化合物催化氢解制备多元醇,特别是系统地开展了1,2-戊二醇的技术路线及催化剂构-效关系研究(Chem. Commun. 47 (2011) 3924–3926, ACS Catal. 7 (2017) 333−337, Catal. Commun. 101 (2017) 129–133, J. Catal. 365 (2018) 420–428);掌握并发展了由糠醛及5-羟甲基糠醛催化转化制备2-甲基呋喃及2,5-二甲基呋喃的技术路线(Appl. Catal. B: Environ. 146 (2014) 244– 248, Catal. Commun. 66 (2015) 55–59, Fuel 187 (2017) 159–166);研究并开发了可高效催化氧化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲酸的催化体系,并实现了在无碱条件下高效高选择性非贵金属的开发(Green Chem. 18 (2016) 1597-1604, Green Chem. 19 (2017) 996-1004);实现并优化多种新型催化剂由糠醛制备戊内酯的工艺路线(Green Chem. 16 (2014) 3846-3853, Green Chem. 17 (2015) 4037-4044, Appl. Catal. B: Environ. 227 (2018) 488–498)。

研究方向五:微孔/介孔材料的合成

近年来,我组针对微孔/介孔材料的合成开展了系统的研究。开发了一系列的βSAPO-34ZSM-5微孔/介孔分子筛以及碳电极,并对其催化性能进行了深入的研究。(Chem. Engin. J. 2016, 299, 112-119. Micropor. Mesopor. Mater. 2016, 225, 144. Chem. Engineer. J. 2013, 225, 686.  J. Mater. Chem. A. 2013, 1, 13821.  J. Solid State Chem. 2013, 200, 179.  J. Nanosci. Nanotech. 2014, 14, 7015-7021.)基于微孔/介孔材料优异的催化性能,我们针对SAPO-34在合成气及甲醇制轻烯烃做出了一系列的研究。

研究方向六:水相重整原位制氢

近年来,我们组针对丙三醇,乙二醇水相制氢进行深入系统的研究。主要对载体,贵金属Pt非贵金属Ni的催化活性及构效关系进行探索。(Ind. Eng. Chem. Res. 2019, 58, 2749-2758. Int. J. Hydrog. Energy. 2012, 37, 227-234. Appl. Energy. 2012, 92, 218-223. J. Mater. Sci., 2010, 45(4), 906-910. J. Mater. Sci., 2011, 46(13), 4606-4613. Kinet. Catal., 2011, 52(6), 1-6. Catal. Commun., 2008, 9(14), 2316-2318.)