生物質(zhì)資源的高效綜合利用已成為全球綠色可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。由農(nóng)業(yè)過剩資源、廢棄物等可再生原料合成高附加值化學(xué)品的技術(shù)路線，正逐步完善現(xiàn)代化工業(yè)的原料供應(yīng)鏈。作為典型的生物質(zhì)平臺化合物，糠醛、5-羥甲基糠醛可以通過可控開環(huán)合成C5-C6鏈式多元醇，進而用于聚酯、表面活性劑、增塑劑、樹脂等領(lǐng)域（如圖1）。

中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所非金屬催化團隊在生物質(zhì)高值轉(zhuǎn)化領(lǐng)域取得系列突破性進展。團隊深耕5-羥甲基糠醛規(guī)模化制備與高值化技術(shù)開發(fā)十余年，聯(lián)合浙江糖能科技有限公司共同完成的兩項規(guī)模化生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)，并于2024年分別通過成果鑒定、評價。此外，團隊成員在5-羥甲基糠醛加氫還原方面也取得一系列創(chuàng)新成果。

  近期，團隊通過系統(tǒng)篩選過渡金屬摻雜的鉑基雙金屬催化劑庫（PtM，M=Fe、Co、Ni、Cu和Zn），揭示了5-羥甲基糠醛生成1,2,6-己三醇、1,6-己二醇的基本構(gòu)效關(guān)系（如圖2）。同位素標記與動力學(xué)實驗證明，呋喃環(huán)加氫、開環(huán)這兩條平行路線的速率控制步驟均涉及到溶劑水，降低水介導(dǎo)活性氫的覆蓋度有助于促進呋喃環(huán)開環(huán)。其中，鐵、鈷、鋅修飾組分顯著提高了鏈醇選擇性，而鎳、銅上的活性氫則傾向于通過Langmuir-Hinshelwood機制與呋喃環(huán)C=C鍵作用，該工作對高選擇性催化體系設(shè)計具有重要指導(dǎo)意義。