钛掺杂介孔SBA-1与MCM-48催化剂在木质素模型非酚类单体藜芦醇选择性氧化中的应用研究

本文报道了在强酸/碱性条件下合成钛掺杂立方介孔分子筛TiSBA-1与TiMCM-48的新方法，通过XRD、HRTEM等表征证实其具有三维孔道结构（孔径21-35 ?）与高比表面积（1250/217 m2 g-1）。研究发现TiMCM-48在TBHP氧化剂作用下可实现藜芦醇>70%转化率与99%藜芦醛选择性，为木质素高值化转化提供了高效非均相催化新策略。

　　

Highlight

钛掺杂立方介孔分子筛TiSBA-1与TiMCM-48的成功合成，为木质素模型单体藜芦醇的高效选择性氧化提供了新型催化剂体系。TiMCM-48展现出卓越的催化性能（转化率>70%，藜芦醛选择性99%），其三维孔道结构有效促进了反应物扩散与产物传质。

材料

实验采用TEOS（正硅酸乙酯）作为硅源，CTMABr（十六烷基三甲基溴化铵）为模板剂，TTIP（钛酸四异丙酯）提供钛源，通过酸碱调控实现介孔结构定向组装。所有溶剂均使用双重蒸馏水与乙酸乙酯。

TiSBA-1与TiMCM-48的合成

通过水热法分别于强酸性（TiSBA-1）与强碱性（TiMCM-48）条件下合成钛掺杂介孔材料，利用相同的硅钛前驱体实现了框架结构可控构建。

TiSBA-1与TiMCM-48的表征

采用X射线衍射（XRD）、高分辨透射电镜（HRTEM）、场发射扫描电镜（FE-SEM）等联用技术证实材料具有高度有序的立方介孔结构。氮气吸附-脱附测试显示TiSBA-1比表面积高达1250 m² g^-1，而TiMCM-48为217 m² g^-1。紫外可见漫反射（DRUV-VIS）在220 nm处出现特征吸收峰，证明钛以四配位形式嵌入硅骨架形成Ti–O–Si键。

结论

本研究成功在强酸性条件下构建了钛掺杂SBA-1立方介孔分子筛，材料具备高比表面积与规整孔道结构。光谱分析表明钛物种以四面体配位形式高度分散于骨架中，TiMCM-48催化剂在藜芦醇氧化反应中展现出优异的选择性控制能力，为生物质资源催化转化提供了新思路。

作者贡献声明

Paresh Kumar Mohanty：方法论构建；Sharada Shrinivas Pati：形式化分析；Nirupama Parida：原始稿件撰写、软件处理、实验研究、数据整理；Sushanta Badamali：稿件审阅、概念框架设计。

数据可用性

所有实验原始数据均由作者保存，可根据需求提供。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响研究结果的财务或人际关系冲突。

致谢

Nirupama Parida感谢国家催化研究中心与印度马德拉斯理工学院（IIT Madras）提供的XRD与TEM测试支持，同时感谢Kendrapara学院对博士研究工作的行政保障。