新型金催化剂突破绿色化学纪录
2026-01-13 18:51
来源:中国科学院大连化学物理研究所
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2025年12月29日,中国科学院大连化学物理研究所发布消息,由华中科技大学刘鹏教授与埃因霍温理工大学Emiel JM Hensen教授联合团队研发的新型金钙钛矿催化剂,成功打破绿色化学领域十年纪录。该催化剂通过金、锰、铜的精准配比,在225℃低温下实现乙醛95%收率,且稳定运行80小时,为可再生生物乙醇制乙醛提供了更清洁、可持续的技术路径。

一项以黄金为催化剂的突破性进展有望使乙醛生产更加清洁、经济且更具可持续性。

传统乙醛生产依赖乙烯基瓦克氧化法,存在成本高、污染重等问题。尽管十多年前Liu和Hensen团队开发的Au/MgCuCr₂O₄催化剂已实现250℃下95%产率,但低温高效催化剂的研发仍是难题。此次研究团队创新设计Au/LaMnCuO₃系列催化剂,发现Au/LaMn₀.₇₅Cu₀.₂₅O₃配方中,金纳米颗粒与铜掺杂的钙钛矿结构形成强协同效应,显著降低反应能垒,使乙醇氧化效率大幅提升。实验表明,铜含量过高会导致活性位点失活,而优化后的配方通过精确调控锰铜比,平衡了活性与选择性。

研究团队利用密度泛函理论和微观动力学模型揭示,铜的引入在金颗粒附近形成高活性位点,促进氧气和乙醇分子的吸附与反应。这一发现不仅解释了催化剂性能优异的原因,也为未来催化剂设计提供了理论依据。相关成果已发表于《中国催化学报》。

更多信息:作者:王杰等人,标题:《揭示Au/LaMnCuO3催化剂中Au-Mn-Cu协同作用对选择性乙醇氧化的影响》。期刊信息:催化学报, 2025; 75: 34.

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