近日,趙學波教授接受國際期刊《Materials Chemistry Frontiers》(材料化學前沿)主編邀請,發表題為“Recent advances in metal-organic framework based heterogeneous catalysts for furfural hydrogenation reactions”(金屬有機框架材料制備的催化劑促進糠醛加氫反應的最新研究進展)的綜述論文,趙學波教授和王海彥教授聯合指導的博士研究生付秋菊同學為這篇綜述的第一作者,趙教授的博士研究生姜慧敏同學為共同一作,論文系統總結了近年來MOFs基衍生催化劑將生物質糠醛升級為高附加值化學品的研究進展。
近年來,基于金屬有機框架(MOF)材料的多相催化劑已廣泛應用于生物質糠醛加氫反應,其中很多研究報道關注于將糠醛轉化為高附加值化學品,因此迫切需要全面的總結最近的研究進展,以便在未來更好地實現商業應用。該綜述通過按照不同的反應途徑進行分類,總結了近年來以MOF基多相催化劑(包括MOF、MOF衍生物和MOF復合材料)催化糠醛升級的研究進展。此外,還總結了MOF基催化劑催化糠醛加氫制備高附加值化學品中的一些關鍵問題和發展前景。本文對MOFs基多相催化劑的制備和合理設計,為糠醛向高附加值化學品的升級提供了有價值的指導。
雖然MOF基催化劑在糠醛加氫到高附加值化學品方面已經取得了相當大的進展,但是仍然存在對反應機理認識不足、反應物在催化位點處吸附構型難以確定和苛刻的反應條件等問題。因此,今后需要進一步探索并揭示各反應途徑的反應機理,以更好地設計催化劑,催化糠醛高選擇性轉化為目標分子。此外,反應物/中間分子在不同金屬表面上的吸附構型應該進一步明確,以便為不同的目標產物選擇合適的催化劑。最后,MOF基衍生催化劑需要經過合理的調整,以便在溫和的條件下實現糠醛加氫,早日實現從實驗室向工業規模的過渡。綜上所述,設計和調控MOF基催化劑用于糠醛分子升級轉化仍有很大潛力。
該綜述得到審稿專家的一致肯定,為今后MOF基衍生催化劑在糠醛加氫中的設計與制備提供有價值的指導。
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