生物質(zhì)資源的高效綜合利用已成為全球綠色可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。由農(nóng)業(yè)過(guò)剩資源、廢棄物等可再生原料合成高附加值化學(xué)品的技術(shù)路線，正逐步完善現(xiàn)代化工業(yè)的原料供應(yīng)鏈。作為典型的生物質(zhì)平臺(tái)化合物，糠醛、5-羥甲基糠醛可以通過(guò)可控開(kāi)環(huán)合成C5-C6鏈?zhǔn)?/span>多元醇，進(jìn)而用于聚酯、表面活性劑、增塑劑、樹(shù)脂等領(lǐng)域（如圖1）。

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所非金屬催化團(tuán)隊(duì)在生物質(zhì)高值轉(zhuǎn)化領(lǐng)域取得系列突破性進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)深耕5-羥甲基糠醛規(guī)?；苽渑c高值化技術(shù)開(kāi)發(fā)十余年，聯(lián)合浙江糖能科技有限公司共同完成的兩項(xiàng)規(guī)?；a(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)，并于2024年分別通過(guò)成果鑒定、評(píng)價(jià)。此外，團(tuán)隊(duì)成員在5-羥甲基糠醛加氫還原方面也取得一系列創(chuàng)新成果。

近期，團(tuán)隊(duì)通過(guò)系統(tǒng)篩選過(guò)渡金屬摻雜的鉑基雙金屬催化劑庫(kù)（PtM，M=Fe、Co、Ni、Cu和Zn），揭示了5-羥甲基糠醛生成1,2,6-己三醇、1,6-己二醇的基本構(gòu)效關(guān)系（如圖2）。同位素標(biāo)記與動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，呋喃環(huán)加氫、開(kāi)環(huán)這兩條平行路線的速率控制步驟均涉及到溶劑水，降低水介導(dǎo)活性氫的覆蓋度有助于促進(jìn)呋喃環(huán)開(kāi)環(huán)。其中，鐵、鈷、鋅修飾組分顯著提高了鏈醇選擇性，而鎳、銅上的活性氫則傾向于通過(guò)Langmuir-Hinshelwood機(jī)制與呋喃環(huán)C=C鍵作用，該工作對(duì)高選擇性催化體系設(shè)計(jì)具有重要指導(dǎo)意義。

圖1 C5-C6鏈醇的制備與應(yīng)用

圖2 水溶液中雙金屬催化劑催化呋喃轉(zhuǎn)化為鏈醇的規(guī)律探究

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來(lái)源：表面活性劑發(fā)展中心