全球净零目标促进了以木质纤维素生物质等可再生资源为原料生产液体燃料和化学原料的发展。戊二烯是合成粘合剂、塑料、树脂以及一系列精细化学品的关键构件。目前，戊二烯主要从石油工业中通过蒸汽裂解获得。2-甲基四氢呋喃(2-MTHF)可从木质纤维素衍生的糠醛中制得，且工艺简单、产率高，并广泛用作生物燃料组分和绿色溶剂。近期研究指出，在含有酸性中心的多相催化剂中，通过协同开环、氢化物转移和脱水反应可将2-MTHF（2-甲基四氢呋喃）转化为戊二烯。
MCM-41是一种介孔硅基材料，已作为催化剂或催化剂载体用于多种反应之中。由于五价Nb(V)位点具有高效活化C-O键的强大能力，新兴Nb基催化剂在温和条件下对生物质和相关底物的加氢脱氧表现出优异的活性。然而，利用Nb2O5和NbOPO4将2-MTHF转化为戊二烯的过程中产生的焦炭会沉积在表面上，导致两者迅速失活，从而堵塞活性位点。
基于此，英国曼彻斯特大学化学系Sihai Yang团队对双金属(Nb，Al)原子掺杂的介孔硅基(AlNb-MCM-41)催化剂的合成进行了研究。通过微调骨架中Nb(V)和Al(III)位点的比例，对MCM-41中酸性位点的性质和分布进行了优化。AlNb-MCM-41能够在275℃和1个大气压下以91%的高选择性将2-MTHF定量转化为戊二烯。由于介孔基质中原子级分散的Nb(V)位点的存在，AlNb-MCM-41在十次以上反应循环中仍可保持其高催化活性，而不降低2-MTHF（2-甲基四氢呋喃）的转化率或对戊二烯的选择性。
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