李伟/关庆鑫Appl. Catal. B.：高活性Cu纳米团簇在可再生生物质衍生化合物氢化中的锚定策略

乙酰丙酸（LA）加氢制备γ-戊内酯（GVL）是一种常见的反应，对生物质转化至关重要。然而，利用非贵金属催化剂实现从LA到GVL的高效转化还面临着巨大的挑战。

近日，南开大学李伟教授和关庆鑫副教授（共同通讯作者）等人报道了一种将高活性铜（Cu）纳米簇催化剂锚定在石墨碳氮化物（g-C₃N₄）缺陷位置并且分散在介孔二氧化硅（SBA-15）中的有效策略。这种复合催化剂，表示为Cu/NC@SBA-15。

李伟/关庆鑫Appl. Catal. B.：高活性Cu纳米团簇在可再生生物质衍生化合物氢化中的锚定策略

首先，通过热解浸渍在SBA-15中的Cu(NO₃)₂和尿素的混合物，然后在氢气中还原，即可简单地制备Cu/NC@SBA-15。

在合成和反应过程中，g-C₃N₄为防止Cu团簇的团聚提供了锚定位置。在连续流动固定床反应器中，将所得催化剂用于LA加氢制GVL反应。由于g-C₃N₄和SBA-15的组合稳定了Cu团簇，使得Cu/NC@SBA-15具有92%的高GVL产率和100 h内的优异稳定性。

通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）等多种表征技术的结合表明，超细Cu团簇均匀分散在SBA-15中，因为N物种与Cu离子之间的强配位。

此外，通过DFT计算揭示了Cu/NC@SBA-15活性较高的原因。本研究为构建高活性且廉价的Cu纳米簇催化剂提供了一种简单的锚定策略。

Anchoring strategy for highly active copper nanoclusters in hydrogenation of renewable biomass-derived compounds. Appl. Catal. B Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120651.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120651.

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