牛牪犇，我校李小年教授课题组在化学顶级期刊上发表研究论文啦！_【微文阅读推荐】

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喜报

恭喜我校化工学院李小年教授课题组在化学顶级期刊Chemical Communications 发表研究论文！

生物乙醇作为一种廉价易得的可再生生物质燃料，在欧洲、美洲、亚洲等许多国家已经广泛使用。然而，乙醇具有吸湿性强、能源密度低、腐蚀发动机汽缸等缺点。将生物乙醇经化学催化的方法可制备正丁醇，且正丁醇在使用中能够克服乙醇的以上诸多缺点，但目前化学催化获得的产率很低（小于10%），很难连续化大规模生产。

乙醇

正丁醇

最近，化工学院李小年教授课题组的江大好和倪珺副教授开发了一种简单高效地将乙醇一步转化为正丁醇的方法。研究发现通过简单的浸渍法制备的Cu-CeO2/AC催化剂，在温和的反应条件下表现出了高的催化活性和丁醇的产率（~20%）。

在该反应中，乙醇首先在金属铜活性中心上发生脱氢反应得到乙醛，然后乙醛转移至CeO2碱性中心，进行两分子乙醛偶联反应得到巴豆醛，最后巴豆醛转移至金属Cu中心进行加氢得到正丁醇。

通过对每一步反应进行动力学分析，可知乙醛偶联步骤为乙醇转化为丁醇反应的速率控制步骤。而Cu-CeO2/AC催化剂中各个组分的协同作用降低了该速控步骤的活化能，进而提高了反应的催化活性和丁醇的产率。

该方法的优点是催化剂制备简便，采用固定床连续化反应，反应条件相对温和，产物正丁醇的收率达到~20%，有利于大规模生产，具有良好的工业应用前景。

△Cu-CeO2/AC催化剂具有在温和的反应条件下高效催化乙醇转变为丁醇的活性

相关研究成果发表于化学顶级期刊《Chemical Communications》，硕士研究生吴先元为共同第一作者。该研究工作有很高的实用价值，先后得到了国家自然基金委、浙江省自然科学基金、浙江省钱江人才项目和浙江省教育部门科学研究基金的资助。

研究团队简介

1) 李小年，教授、教育部长江学者奖励计划特聘教授、博士生导师

1998年在中国科学院山西煤炭化学研究所获博士学位，1999年破格晋升教授，2003年12月在浙江工业大学工作至今。长期从事节能减排和新能源开发、资源利用与绿色化学合成等领域催化技术的基础理论及其应用研究，重点从事重大化工过程的节能减排、清洁能源生产和可再生资源生产大宗化学品等过程的新催化剂及其反应工程研究，以及负载型可控尺寸纳米金属催化剂制备技术与基本有机化学品合成的催化反应新体系的建立等研究。近年来，负责主持国家科技攻关、国家自然科学基金、浙江省重大科技攻关和国家大型企业合作开发项目等十余项。获发明专利近20项，曾获国家发明二等奖、多项省部级科技奖励和中国青年科技奖等。在JACS 和《中国科学》等学术期刊上发表系列论文100余篇，其中SCI、EI摘录70多篇。

2) 江大好，副教授、硕士生导师

2008年于中国科学院大连化学物理研究所获得博士学位，2010年4月在浙江工业大学工作至今。研究方向包括合成气转化为高级醇，生物质加氢制备液体燃料，精细化学品的加氢合成。

3) 倪珺，副教授、硕士生导师

2008年于英国贝尔法斯特女王大学获得博士学位，2009-2010年为法国国家研究中心催化和光谱化学实验室（LCS）博士后，2010-2011年任新加坡国立大学研究员，2012年6月在浙江工业大学工作至今。研究方向包括多相催化，C1化学（甲烷、二氧化碳的催化转化），以及生物质的催化转化与利用。

科研思路分析

Q：这项研究的最初目的是什么？想法是怎么产生的？

A：生物乙醇可通过目前已成熟的发酵方法大规模工业化生产，但乙醇的进一步转化应用还主要局限于作为一个廉价易得的氢源。将乙醇作为原料合成各类化学品，比如丁醇、丙酮、丁烯等的研究还很少。而这正是未来生物质转化和利用中非常重要的研究课题，我们研究这个课题是希望为后续乙醇作为一个生物质平台化合物的发展起到抛砖引玉的作用。

Q：在研究中过程中遇到的最大挑战在哪里？

A：对一个反应的研究最关键的是对反应机理的理解和认识，乙醇制备丁醇这个反应涉及到多个反应步骤，需要我们在对反应机理掌握的基础上，合理设计催化剂的各个活性位点，实现活性位点之间的协同作用，才能获得理想的催化效果。

Q：本项研究成果最有可能的重要应用有哪些？哪些领域的企业或研究机构最有可能从本项成果中获得帮助？

A：我们的研究实现了在固定床反应器中连续化高效制备丁醇的目标，有利于大规模生产，具有很高的工业应用前景。基于我们课题组多年产学研相结合的丰富经验，比如，我们首创的“合成取代芳胺系列产品及衍生物的催化技术”已在浙江、江苏、河北等多家上市企业实现了万吨级工业生产应用，产生了显著地经济和社会效益，我们相信本项研究成果也会被逐步推入市场，希望对生物丁醇感兴趣的企业或研究机构与我们联系。

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