天津大學(xué)化工學(xué)院祝新利課題組總結(jié)了通過改變還原溫度、晶相調(diào)控、晶面調(diào)控、還原混合金屬氧化物等方式調(diào)節(jié)強(qiáng)金屬載體相互作用（SMSI）程度，調(diào)控金屬氧化物-金屬界面周邊位點(diǎn)的數(shù)量與性質(zhì)，從而顯著提高木質(zhì)素酚類衍生物直接脫氧（DDO）生成芳烴。
合理有效開發(fā)利用木質(zhì)素生物質(zhì)是解決當(dāng)前化石燃料能源缺乏，溫室效應(yīng)及酸雨等環(huán)境問題的重要課題。加氫脫氧（HDO）是木質(zhì)素解聚得到的酚類化合物轉(zhuǎn)化為高附加值燃料或化學(xué)品的重要反應(yīng)。在加氫脫氧反應(yīng)過程中，存在多條競爭反應(yīng)路徑如加氫、脫氧、異構(gòu)、脫水、C-C氫解等。其中直接脫氧(DDO)路徑，將酚類化合物直接轉(zhuǎn)化為芳烴，具有氫耗低、且產(chǎn)物為重要化學(xué)品或燃料分子等優(yōu)點(diǎn)。金屬/可還原金屬氧化物已被證明是直接脫氧的有效催化劑，具有高活性及高芳烴選擇性。在加氫脫氧的強(qiáng)還原氣氛中，金屬/可還原金屬氧化物可能發(fā)生強(qiáng)金屬載體相互作用現(xiàn)象。但如何全面調(diào)節(jié)強(qiáng)金屬載體相互作用、影響強(qiáng)金屬載體相互作用發(fā)生的程度的決定因素、以及強(qiáng)金屬載體相互作用如何影響加氫脫氧反應(yīng)活性和選擇性尚不明確。 針對以上難題，天津大學(xué)化工學(xué)院祝新利課題組提出了通過調(diào)節(jié)強(qiáng)金屬載體相互作用，調(diào)控金屬氧化物-金屬界面周邊位點(diǎn)數(shù)量和性質(zhì)，促進(jìn)木質(zhì)素衍生酚類物質(zhì)的直接脫氧的概念。作者總結(jié)討論了SMSI 形成的原因、SMSI的程度及其對DDO性能的影響。發(fā)現(xiàn)通過改變還原溫度，晶相及晶面調(diào)控，還原混合氧化物的方式可以得到最優(yōu)程度的SMSI，從而提供最大數(shù)量的界面周邊位點(diǎn)如Pt-OV-Ti、Ni-OV-Ti、Ni-OV-Mo等。在界面周邊位點(diǎn)上可以實(shí)現(xiàn)DDO反應(yīng)所需要的兩種功能，既形成C-H鍵（加氫），和斷裂C-O鍵（脫氧），是酚類分子直接脫氧的活性位點(diǎn)。此外，最佳的SMSI適度覆蓋了表面，減少了金屬的表面集合體(ensemble)尺寸，避免了不良的副反應(yīng)，如C-C氫解和加氫反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了高活性及高芳烴選擇性。 本文所報(bào)道的通過不同調(diào)控方式得到的適度SMSI不僅提高了HDO生成芳烴的選擇性，而且提高了整體反應(yīng)的活性，為木質(zhì)素衍生酚類化合物轉(zhuǎn)化制芳烴的催化劑設(shè)計(jì)提供了新思路。 論文信息 Tuning Strong Metal-Support Interactions for Enhancing Direct Deoxygenation of Biomass-Lignin Derived Phenolics Shining Ding, Prof. Xinli Zhu 第一作者為碩士生丁詩凝。 ChemCatChem DOI: 10.1002/cctc.202301552
