由于化石燃料燃燒帶來的能源枯竭和環(huán)境污染問題，有效開發(fā)和利用生物質資源替代化石能源被認為是發(fā)展可再生能源和解決環(huán)境污染問題的綠色方案。目前，生物質油的催化加氫脫氧是最常用的處理和升級方法，因此尋找高效、清潔的催化劑是一個重要的目標途徑。過渡金屬氮化物因其原料儲量豐富、價格低廉以及在各種氫氣相關反應中具有類似貴金屬鉑的催化性能而受到廣泛關注。
近日，大連理工大學的梁長海教授和陳霄副教授團隊通過在氨氣環(huán)境下對共軛金屬氧化物進行程序升溫氮化，成功制備了鎳鉬雙金屬氮化物（Ni2Mo3N和Ni3Mo3N），并研究了其在固定床反應器中對棕櫚酸甲酯的加氫脫氧反應。研究結果證實了鎳鉬雙金屬氮化物中雙金屬間存在相互作用導致氮化鉬的結構性質發(fā)生變化。在鎳鉬雙金屬氮化物中，發(fā)生了從Ni物種到Mo物種的電子轉移，有效地改變了Mo活性位點的電子結構，從而改善了Mo物種的價態(tài)分布和還原能力，大大增強了生物質油轉化為清潔燃料的加氫脫氧性能。此外，闡明了鎳鉬雙金屬氮化物對于棕櫚酸甲酯的加氫脫氧反應路徑的影響。結合前期的研究和反應結果，證實Ni的存在起到活化氫分子的作用，Mo的存在有利于吸附和活化C-O鍵，Ni-Mo之間的協(xié)同作用促進反應過程向直接加氫脫氧的方向進行。活性測試結果表明，鎳鉬雙金屬氮化物（Ni2Mo3N和Ni3Mo3N）的催化性能明顯高于鎳鉬單金屬氮化物。性能更為優(yōu)異的Ni2Mo3N催化劑在270 ℃和4 MPa氫氣壓力的反應條件下，棕櫚酸甲酯轉化率可以達到95.4%，烷烴選擇性為93.6%，十六烷的選擇性高達85.3%。 這項研究為生物質加氫脫氧反應中將鎳鉬雙金屬氮化物作為貴金屬催化劑替代品提供了一種可行性。 論文信息 Nickel Molybdenum Bimetallic Nitrides as Efficient Catalysts for the Hydrodeoxygenation of Methyl Palmitate Chenxi Zhao, Jiequan Wang, Xiao Chen*, Changhai Liang* 文章的第一作者是大連理工大學化工學院趙晨曦博士生。 European Journal of Inorganic Chemistry DOI: 10.1002/ejic.202300073
