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我院中方导师邵敬爱教授所在团队在《ChemSusChem》发表封面文章
来源: 时间:2026-06-08 10:45:56作者: 点击数:
  

(通讯员:肖薇)2026年5月,我院中方导师、能源与动力工程学院邵敬爱教授所在流化床与生物质团队在国际化工领域权威期刊《ChemSusChem》上以封面论文形式正式刊发了题为“Synthesis of biomass-based MIL-101(Cr)@hydrochar for efficient conversion of xylose to furfural: Effects of physicochemical properties and biomass types”的研究论文。华中科技大学为第一完成单位,张俊杰博士后为第一作者,邵敬爱教授和蔺中教授(广东海洋大学)为共同通讯作者。

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开发生物质基固体酸催化剂并将生物质衍生分子转化为高价值化学品,对废弃生物质的高值化利用具有双重促进作用。糠醛作为一种竞争性的生物质基平台化合物,广泛应用于医药、化工和石油等领域。传统的液体酸催化剂存在设备腐蚀和二次污染等明显缺陷,而多孔碳基固体酸材料因低成本和高稳定性受到广泛关注。然而,传统的异相催化剂改性工艺复杂且易破坏孔结构,传统金属有机框架(MOFs)材料的水热稳定性也限制了其应用。鉴于此,该研究创新性地采用一锅热溶剂策略,将可再生废弃生物质与MIL-101(Cr)前驱体相结合,成功构建了多级孔结构碳基固体酸催化剂。该研究深入探讨了反应温度、时间和催化剂用量对木糖脱水制糠醛性能的影响,并系统揭示了不同生物质原料特性对改性水热炭物理化学性质及催化活性的内在关联机制。

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摘要附图:MIL-101(Cr)改性水热炭合成策略示意图

该研究通过简便的一锅热溶剂法成功合成了生物质基MIL-101(Cr)改性水热炭催化剂。催化剂展现出高度发达的多级孔结构(比表面积最高达2119.3 m⟡/g)和丰富的Lewis/Br➢nsted双酸位点。在180 °C下反应3小时可获得高达72.0%的糠醛收率,催化性能较原始水热炭催化剂提升超33%。不同原料的元素和灰分差异会间接影响催化剂表面的金属负载量与酸位点密度,其中玉米芯基催化剂性能最佳。该催化剂不使用强酸或其他危险试剂,兼具环保与成本优势,为废弃生物质的低成本、高效高值化转化提供了全新固体酸构建策略。

邵敬爱教授所在的流化床与生物质团队长期立足于国家重大需求,瞄准国际研究前沿,科技创新优势突出,主要开展含碳燃料的高效转化与高值化利用、热化学转化(燃烧、热解、气化)机理、生物质负碳利用新技术、二氧化碳捕集与利用、太阳能热利用、多种污染物协同控制、新材料导向性智能设计、先进储能技术、能源经济生态系统评估等方向的研究,取得了丰硕成果。

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DOI:https://doi.org/10.1002/cssc.202502250