糠醛（FFL）催化加氢制糠醇（FAL）是生物质增值化的关键反应之一。
近日，中科院大连化物所Wenhao Luo，中国石油大学（北京）Zhijie Wu报道了采用原位合成和Na离子交换的方法，制备了Na−Cu@TS-1，在Na交换的钛硅沸石（TS-1）中包裹了约1.8 nm的Cu纳米颗粒。
文章要点
1）采用原位和湿法两种方法制备了Cu@TS-1、Na−Cu@TS-1、Cu/TS-1和Na−Cu/TS-1四种不同的催化剂，并对其催化性能进行了评价和比较。结果显示，经Na离子交换调节沸石微环境后，得到的Na−Cu@TS-1催化剂具有较高的催化活性和选择性，在110 ℃、10 bar H2条件下反应2 h，FFL转化率为93.0%，FAL选择性为98.1%，周转频率为55.2 h-1。
2）综合表征结果表明，沸石的受限环境不仅对Cu金属颗粒具有限域作用，而且在Na−Cu@TS-1中，包裹的Cu纳米颗粒与Ti物种之间发生了电子相互作用，从而有效地抑制了金属在催化过程中的聚集和浸出。此外，通过离子交换，Na物种的加入不仅调节了沸石的酸碱性，抑制了副反应，而且将被包裹的Cu物种调节到富电子状态，从而促进了FFL加氢。
3）Na−Cu@TS-1催化剂的失活主要是由于Na浸出到液相中造成，但经过Na再还原过程后，催化活性几乎可以完全恢复。
这项工作不仅为在沸石中原位制备高度分散的金属纳米颗粒提供了一种有效的策略，同时在沸石中添加碱物种可适当调节包裹的金属活性中心的微环境以提高催化性能。
参考文献
Peng Cao, et al, Zeolite-Encapsulated Cu Nanoparticles for the Selective Hydrogenation of Furfural to Furfuryl Alcohol, ACS Catal. 2021
DOI: 10.1021/acscatal.1c02658
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c02658
