罗文豪/吴志杰ACS Catalysis：沸石包封的铜纳米颗粒用于糠醛选择性氢化成糠醇

糠醛(FFL)催化氢化为糠醇(FAL)是生物质价值化的关键反应之一，而Cu已成为对FAL具有选择性的合适金属。然而，利用铜基多相催化剂的主要挑战在于它们在催化过程中铜物质的快速聚集和浸出，导致催化剂快速失活。

基于此，中国科学院大连化学物理研究所罗文豪和中国石油大学(北京)吴志杰等人通过原位封装法成功制备了封装在钛硅沸石中约1.8 nm的Cu纳米粒子(TS-1)，与传统的湿浸渍方法相比，该方法在金属分散性和均匀性方面具有显著优势。

经过钠离子交换过程调节沸石微环境后，所得的Na-Cu@TS-1催化剂在FFL选择性加氢为FAL中提供了优越的活性和选择性，FFL转化率为93.0%，在110 °C、10 bar H₂条件下反应2小时后，该催化剂的FAL选择性达98.1%，周转频率值为55.2 h^-1。

综合表征研究表明，沸石的密闭环境不仅可以为金属颗粒提供空间限制，还可诱导封装的Cu纳米颗粒与Na-Cu@TS-1中的Ti物质之间的电子相互作用，这两者都可以有效抑制催化过程中的金属聚集和浸出。

通过离子交换添加的Na物质不仅调节沸石的酸/碱性质以抑制副反应，而且还将封装的Cu物质调节为富电子状态，促进FFL氢化。Na-Cu@TS-1的失活主要是由Na浸入液相引起，但在Na重新加入过程后，活性几乎可以恢复。

Zeolite-encapsulated Cu nanoparticles for the selective hydrogenation of furfural to furfuryl alcohol. ACS Catalysis, DOI: 10.1021/acscatal.1c02658

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