新型金钙钛矿催化剂用于中国乙醇氧化制乙醛技术取得突破
2026-04-16 08:32
来源:中国科学院大连化学物理研究所
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中国科研团队在乙醇氧化制乙醛领域取得重要进展。由华中科技大学刘鹏教授与埃因霍温理工大学埃米尔·J.M.亨森教授共同领导的研究团队,设计并开发了一系列新型Au/LaMnCuO₃金钙钛矿催化剂,显著提升了乙醇转化为乙醛的效率与稳定性。

以黄金为动力的催化剂突破可能使乙醛生产更清洁、更便宜且更可持续。

传统乙醛生产工艺依赖乙烯的瓦克氧化法,存在成本高、能耗大及环境污染等问题。而生物乙醇作为可再生资源,其选择性氧化为乙醛被视为更可持续的替代方案。然而,现有催化剂在活性与选择性之间难以平衡,导致乙醛产率低于90%。此次研究团队通过调整催化剂中锰与铜的比例,成功制备出Au/LaMn₀.₇₅Cu₀.₂₅O₃催化剂。该催化剂在225℃下实现乙醛产率95%,并稳定运行80小时,性能优于长期使用的金/MgCuCr₂O₄催化剂。

研究团队进一步揭示了催化剂性能提升的机制。通过密度泛函理论与微观动力学建模发现,铜的引入在金颗粒附近形成了高活性位点,降低了反应能量壁垒,促进了氧气与乙醇分子的高效反应。刘鹏教授表示:“金、锰、铜离子的协同作用是催化剂性能突破的关键。”这一发现为优化催化剂设计提供了理论依据。

目前,该成果已发表于《中国催化学杂志》,为生物乙醇转化技术提供了新的解决方案。研究团队正致力于延长催化剂使用寿命,推动其从实验室走向工业化应用。随着技术的不断完善,新型金钙钛矿催化剂有望在塑料、制药等领域发挥更大作用,助力绿色化学产业发展。

出版详情:标题:“一个金催化剂刚刚打破了十年前的绿色化学纪录。”,发表于:ScienceDaily,2025年12月29日,期刊信息:科学日报。

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