ob体育平台

武科大网讯（通讯员李江江）近日，化学与化工学院/核磁共振与分子科学交叉研究院2023级硕士研究生周晶鹏在化学领域高水平期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表题为“Edge Sulfur Vacancies on MoS2 Enable Room-Temperature Hydrodeoxygenation of 5-Hydroxymethylfurfural”的研究论文。论文通讯作者为我校郑安民教授、刘国亮教授、邬玉珊副教授和刘唐康博士，我校为论文唯一通讯单位。

随着有限化石资源日益枯竭，利用可再生生物质制备液体生物燃料和化学品成为全球研究热点。其中，从生物质衍生的平台分子5-羟甲基糠醛（HMF）出发，通过选择性加氢脱氧（HDO）反应生成2,5-二甲基呋喃（DMF）等呋喃类燃料，被认为是一条极具潜力的绿色路线。然而，HMF分子含有醛基、羟基和呋喃环，其加氢脱氧需精准断裂C-O键同时避免呋喃环过度加氢，这一矛盾使其在温和条件下实现高转化率与高选择性极具挑战。贵金属催化剂（如Ru、Pd、Pt等）虽有效，但通常需高于120°C，且成本高、资源稀缺；非贵金属（如Co、Ni、Cu等）虽价格低廉，却活性与选择性不足，且往往需要150-250°C的高温，能耗与设备要求苛刻。因此，开发一种能在低温甚至室温下兼具高效氢气解离与C-O键断裂能力的低成本催化剂，成为该领域的关键瓶颈。

针对上述挑战，研究团队采用一种改良的硬模板法，制备出富含边缘硫空位的MoS2-T催化剂。该催化剂在70℃的低温下对HMF的HDO反应中展现出高达97.2%的产率。更令人惊喜的是，当反应温度降至室温（30°C）并适当延长反应时间，HMF的转化率仍能达到100%。这是目前文献报道中唯一能在室温下实现HMF完全转化的非贵金属催化体系。H-D交换、KIE 实验和密度泛函理论研究表明，MoS2-T上丰富的边缘硫空位有助于H2的活化和解离以及C-O 键的断裂，从而解释了在接近常温条件下HMF转化的高活性。该研究提出的空位工程策略，为设计高效、低成本的非贵金属催化剂以制备生物质衍生呋喃类燃料提供了新思路。

本研究获得了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金的大力支持。

作者简介：

周晶鹏，化学与化工学院2023级硕士研究生。2023年进入我校化学与化工学院/核磁共振与分子科学交叉研究院攻读硕士学位，师从郑安民教授和刘国亮教授，从事多相催化领域相关研究。目前，已在《Angew》发表SCI论文1篇，公开发明专利1项，获批ob体育平台研究生创新创业基金重点项目1项。曾作为学生代表参加“第二十二届全国催化学术会议”，相关学术成果获评“优秀墙报”，获评ob体育平台“优秀研究生”“优秀共青团员”“优秀毕业生”等荣誉称号。