通过共沉淀技术构建协同作用的Cu0-Cu+-非晶ZrO2界面，以实现乙醇选择性转化为乙酸乙酯

《Industrial & Engineering Chemistry Research》：Engineering Synergistic Cu0-Cu+-Amorphous ZrO2 Interfaces via Coprecipitation for Selective Ethanol-to-Ethyl Acetate Conversion

生物乙醇通过一步脱氢二聚化催化转化为乙酸乙酯的研究表明，铜锆催化剂的Zr/Cu比例、煅烧及还原温度显著影响其结构和性能。共沉淀法制备的催化剂（CZ(8)cop-400）具有更强的金属-载体相互作用、稳定的非晶态氧化锆相和丰富的Cu?含量，在210℃和常压下实现52.8%的乙酸乙酯选择性和优异稳定性，而浸渍法催化剂（CZ(8)imp-400）活性高但稳定性差。煅烧温度500℃导致四方相氧化锆晶体形成，催化性能下降。研究表明催化剂的合成条件与热处理对界面纳米结构调控至关重要，直接影响乙醇转化效率。

　　

通过一步脱氢二聚反应将生物乙醇催化转化为乙酸乙酯（EtOAc）提供了一种经济且环保的途径来获取有价值的化学品。本研究系统地探讨了Zr/Cu比例、煅烧工艺以及还原温度对共沉淀法和浸渍法制备的铜锆催化剂的结构和性能的影响。综合表征（XRD、HRTEM、XPS、H₂-TPR、N₂O化学吸附以及NH₃/CO₂-TPD）结果表明，Cu⁰-Cu⁺-ZrO₂之间的紧密界面结构对于催化效果至关重要。共沉淀法优于浸渍法，因为它能够增强金属与载体的相互作用，稳定非晶态ZrO₂（在400 °C下煅烧时），提高Cu⁺的含量，并实现酸碱性质的平衡。优化的CZ(8)_cop-400催化剂在温和的反应条件（210 °C、常压）下表现出52.8%的乙酸乙酯选择性以及出色的稳定性。相比之下，浸渍法制备的CZ(8)_imp-400虽然初始活性较高，但容易迅速失活。此外，500 °C下的煅烧会导致ZrO₂结晶为四方相，从而降低催化性能。这项研究表明，可控的合成和热处理过程对实现高效的乙醇到乙酸乙酯转化所需的界面纳米结构具有决定性影响。