镁锂掺杂L型沸石催化1-丁醇C-C偶联反应：绿色燃料合成新策略

研究人员针对生物质转化中碳碳键高效构建的挑战，以L型沸石为载体，通过Mg/Li掺杂调控酸碱位点，开发了具有介孔结构和中等强度碱性位点的Li/L催化剂，显著提升1-丁醇气相Guerbet偶联反应中C8含氧化合物的选择性，为可再生燃料合成提供新思路。

　　

在全球碳中和背景下，利用生物质醇类合成高附加值燃料成为研究热点。1-丁醇作为第二代生物燃料的重要平台分子，其通过Guerbet反应（一种涉及脱氢、醛醇缩合、脱水和加氢的多步反应）转化为长链醇的过程，需要兼具特定酸碱性质的催化剂。传统催化剂存在选择性低、反应条件苛刻等问题，而沸石材料因其可调控的孔道结构和表面特性展现出独特优势。捷克与保加利亚科学院联合团队在《Catalysis Today》发表研究，通过镁锂掺杂L型沸石（一种具有一维7.1?孔道的低硅铝比沸石）实现了1-丁醇的高效C-C偶联。

研究采用初湿浸渍法合成Mg/L和Li/L催化剂，结合N₂/Ar吸附-脱附、XRD、FT-IR、NH₃/CO₂-TPD（程序升温脱附）、²⁹Si/²⁷Al MAS NMR（魔角旋转核磁共振）和XPS（X射线光电子能谱）等多维表征技术。

催化剂制备与表征
XRD证实掺杂后沸石结晶度保持，但Mg/Li引入导致比表面积下降和介孔形成。²⁹Si MAS NMR显示浸渍过程伴随部分脱硅，形成Lewis酸-碱对（Li-O和Al-O-Mg）。TPD-CO₂表明Li/L催化剂具有更多中等强度碱性位点，这对Guerbet反应的醛醇缩合步骤至关重要。

催化性能
在400°C常压条件下，Li/L催化剂因介孔结构和表面Li-O对的协同作用，1-丁醇转化率显著提升，且C₈含氧化合物选择性优于传统醛醇缩合催化剂。XPS揭示Li⁺主要分布于沸石表面，而Mg²⁺更倾向于骨架位点，这种差异导致两者在反应路径调控中的不同表现。

结论与意义
该研究通过精准调控L型沸石的酸碱性质，阐明了金属-载体相互作用对C-C偶联选择性的影响机制。Li/L催化剂的高性能源于其介孔结构促进传质与中等碱性位点促进C-H键活化的双重优势，为设计生物质转化催化剂提供了新范式。研究成果不仅拓展了L型沸石在非石油基燃料合成中的应用，也为多步串联反应的位点设计提供了理论依据。