9月24日，我?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院張澤會(huì)教授課題組基于非貴金屬（Ni）-非還原性氧化物載體（SiO₂）的氫溢流效應(yīng)，并將其應(yīng)用于惰性（雜）芳環(huán)的選擇性加氫的研究取得新進(jìn)展，該研究成果以Hydrogen-spillover over a nonreducible SiO₂supported Ni catalyst enabled low-temperature hydrogenation of inert aromatic rings為題在中國(guó)化學(xué)會(huì)旗艦期刊CCS Chemistry上發(fā)表。我校2019級(jí)碩士研究生劉希希為本文第一作者，我校張澤會(huì)教授，四川大學(xué)祝良芳教授，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所幕仁濤研究員為本文通訊作者。

氫溢流促進(jìn)芳環(huán)加氫。課題組供圖

芳烴廣泛存在于石油餾分、煤焦化產(chǎn)物和生物質(zhì)木質(zhì)素衍生物中，但其固有的低氫碳（H/C）比使其在燃料應(yīng)用中能量密度較低。芳烴加氫是實(shí)現(xiàn)石油及生物質(zhì)產(chǎn)品升級(jí)的有效策略之一，同時(shí)也廣泛應(yīng)用于構(gòu)建六元環(huán)或雜環(huán)。然而，芳環(huán)的大π鍵使其穩(wěn)定性極高，反應(yīng)活化能>231.0 kJ/mol，當(dāng)前主要使用Ru、Pd和Rh等貴金屬催化劑，反應(yīng)條件較為苛刻（200-250 °C，H₂20-50 bar），且底物范圍有限。因此，開(kāi)發(fā)新型催化體系用于廣泛的惰性芳環(huán)低溫環(huán)加氫反應(yīng)仍極具挑戰(zhàn)性。

氫溢流是多相催化加氫中的一種獨(dú)特效應(yīng)，通過(guò)活性氫從金屬向載體遷移，可有效降低加氫反應(yīng)的活化能壘，從而提高催化加氫反應(yīng)效率。該研究通過(guò)層狀硅酸鹽還原熱解制得Ni納米顆粒均勻分散的Ni/SiO₂催化劑，該催化劑金屬Ni摻入載體SiO₂基質(zhì)中，使得載體表面存在豐富的配位不飽和Ni²⁺位點(diǎn)（Lewis酸位點(diǎn)）和Si-OH基團(tuán)（Br?nsted酸位點(diǎn)）。前者通過(guò)吸附不飽和底物分子為氫遷移提供勢(shì)能；后者為氫遷移提供介質(zhì)，二者與Ni納米顆粒協(xié)同促進(jìn)非還原性SiO₂載體與Ni納米顆粒間的氫溢流，實(shí)現(xiàn)溫和條件下（80-120 °C，H₂10 bar）高效加氫還原烷基苯、（N-取代）苯胺、苯酚和烷氧基取代苯酚等>98種（雜）芳環(huán)。

方法對(duì)比。課題組供圖

據(jù)悉，張澤會(huì)教授（FRSC）課題組在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、湖北省杰青等項(xiàng)目的持續(xù)支持下，圍繞“綠色化學(xué)”理念，設(shè)計(jì)新型催化反應(yīng)體系，開(kāi)展可再生生物質(zhì)能源化學(xué)、綠色有機(jī)合成、多相催化等研究。其團(tuán)隊(duì)近年來(lái)已在CCS Chem.、Nat. Commun.、Sci. Adv.、Chem、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Chem. Soc. Rev.等國(guó)內(nèi)外重要期刊發(fā)表了系列相關(guān)研究成果，在生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化與綠色化學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了較大的影響力。

原文鏈接：https://doi.org/10.31635/ccschem.025.202506069