从块状前驱体自上而下构建Cu-Bi/CaCO3双功能催化剂，用于炔烃-醛类偶联反应

《AIChE Journal?AIChE》：Top-down construction of a Cu-Bi/CaCO3 bifunctional catalyst from bulk precursors for alkyne–aldehyde coupling reaction

本研究采用固态重分散策略开发CuBi/CaCO3双功能催化剂，显著提高1,4-丁二醇产率。优化催化剂在40小时连续运行中产率比商用高四倍，经三次循环后活性仍保持稳定，其机理涉及CaCO3活化甲醛加速主反应并抑制副反应，以及Cu-Bi/碳酸钙界面金属稳定作用。

　　

摘要

1,4-丁二醇（BDO）是可生物降解塑料的关键前体，目前通过Reppe工艺使用CuBi催化剂进行工业合成，但这类催化剂存在炔烃-醛偶联活性低且易失活的问题。本研究采用一种新颖的自上而下的固态重分散策略，开发了一种CuBi/CaCO₃双功能催化剂。CaCO₃载体能够增强甲醛的活化效果，并促进Cu-Bi活性位点上的炔烃-醛偶联反应。优化后的CuBi-CaCO₃-10%催化剂在连续运行40小时后，其丁二醇产率比商业催化剂高出四倍，并且在三个循环后仍保持高活性，而商业催化剂（CuBi）则完全失活。动力学分析和原位傅里叶变换红外光谱分析揭示了其稳定性机制：(i) CaCO₃介导的醛活化加速了主反应路径，同时抑制了副反应；(ii) 强大的Cu-Bi/CaCO₃金属-载体相互作用稳定了Cu⁺物种。这项工作为工业BDO生产提供了一种高性能的催化策略，强调了定制的金属-载体界面与优化反应动力学之间的协同作用。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。