用于生物质衍生物“水相重整”的金属/多孔金属氧化物双功能催化剂的设计与制备

利用含氧的生物质衍生物通过"水相重整"制备氢气或长链烷烃是国际、国内的一个热点课题，对缓解能源危机具有潜在的应用。目前国际、国内有几个课题组开展了这方面的研究，但更多地是研究催化反应工艺和反应的耦合，对催化剂本身的设计和失活研究的较少。本课题是利用多孔材料的特点,设计和制备多功能的催化材料，把催化碱性中心、酸性中心、金属活性中心功能化地固载于非硅多孔材料的纳米孔道中，制备金属/固体碱双功能催化剂用于一步法的Aldol缩合和加氢反应，金属（合金）/氧化物催化剂用于重整制氢及金属/固体酸双功能催化剂用于一步法脱水，加氢制备长链烷烃。同时纳米孔道可以作为微反应器，实现生物质衍生物 "水相重整"制备氢气和烷烃的过程，因而整个的循环可以在介孔孔道内完成从而可以提高转换效率，达到有效利用生物质资源的目的。

本项目以提高乙二醇（模型分子）、甘油“水相重整”反应制备氢气的效率（包括活性和稳定性）及糠醛与丙酮的Aldol缩合/加氢，脱水/加氢制备长链烷烃为目标，功能化地设计与制备了多功能的催化新材料。通过无模板法或软模板法制备了大比表面积的多孔固体碱催化剂和多种固体酸催化剂；并进一步通过分子自组装法制备了贵金属/固体碱，贵金属/固体酸双功能催化剂；以及非贵金属Ni基催化剂。实现了从甘油到氢气的高效转化，生物质平台分子,5-羟甲基糠醛的制备及辛烷的高效、温和制备，取得了丰富的研究成果。期间发表研究论文（SCI论文）23篇，其中影响因子大于5的11篇；申请发明专利5项，获授权1项；培养博士生3名，硕士生4名，其中2人获校优秀博士论文，1人获校优秀硕士论文；申请到国家自然科学基金1项，上海市优秀学科带头人计划1项，国家973项目1项（子项目负责人），已圆满完成计划任务。