刘琪团队在《分子催化》发表Ni-Ce催化剂调控四氢糠醇加氢开环研究论文

　　中科院兰州化学物理研究所刘琪团队在《分子催化》刊发《沉淀剂对Ni-Ce催化剂催化四氢糠醇选择性加氢开环性能的影响》一文，研究围绕生物质绿色转化难点，通过更换不同沉淀剂调控镍铈催化剂结构，筛选出高效非贵金属催化材料，实现四氢糠醇高选择性加氢开环制备1,5-戊二醇。

　　1,5-戊二醇是医药、聚酯、日化领域关键化工原料，传统生产依赖不可再生石油资源，依托农林废弃物衍生的四氢糠醇制备该化学品是绿色化工重要方向。现阶段贵金属催化剂成本高昂、稳定性欠佳，普通镍基非贵金属催化剂又存在C-O键断裂选择性不足等短板，制约工业化落地。为此，研究团队选取草酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、草酸四种沉淀剂，采用共沉淀法制备系列Ni-Ce双金属催化剂，系统探究沉淀剂种类对催化剂微观形貌、孔道结构、表面氧空位及金属相互作用的调控规律。

　　借助XRD、SEM、BET、准原位XPS、拉曼光谱等多种表征手段，研究证实以草酸作沉淀剂制备的催化剂晶粒尺寸最小、比表面积最优，可生成高含量Ni-V₀-Ce界面活性位点与氧空位。在170 ℃、4 MPa氢气条件下反应20 h，该催化剂催化四氢糠醇转化时，1,5-戊二醇选择性达92.8%、收率90.4%，催化性能远优于另外三类催化剂。工艺稳定性测试显示，最优催化剂循环套用5次后活性无明显衰减，反应前后晶粒尺寸、微观形貌变化微弱，结构稳定性突出。

　　科研人员进一步开展工艺参数优化实验，明确氢压、温度、反应时长对产物收率的影响规律，探明反应机理：四氢糠醇借助催化剂表面氧空位完成吸附，金属镍活化解离氢气生成活性氢物种，进而选择性断裂环醚C-O键生成目标产物。

　　该成果明晰了沉淀剂调控镍铈催化剂结构-性能的内在关联，为低成本、高稳定性镍基催化剂定向设计提供新思路，助力生物质呋喃衍生物资源化高效利用，推动生物基多元醇绿色产业化发展。