在生物质可再生资源的利用中，加氢脱氧（HDO）是生物油提质过程中最关键的步骤之一。

近日，天津大学Xinbin Ma，Yujun Zhao，天津工业大学Donghai Mei成功制备了一系列层状硅酸铜纳米管（CuPSNT）催化剂，并将其应用于苯酚HDO化学反应合成环己烷。

文章要点

1）研究人员用水热法合成了一系列不同Cu/Si比（Cu_xSi_y）的CuPSNT催化剂。以Cu₁Si₁为例，在去离子水中溶解了约10 mmol Cu(NO₃)₂·3H₂O和40 mmol NH₄Cl₂。然后，加入7.5 mL NH₃·H₂O，得到蓝色溶液。然后，滴加10 mmoL硅溶胶。然后将混合物转移到水热高压罐中，在200 ℃下保持48小时，得到的产品经过多次离心和洗涤，然后干燥，然后在400 ℃下煅烧。

2）与单金属铜对芳族化合物的完全氢化没有活性的假设相反，在230 ℃下，在Cu/Si比为1:1的CuPSNT催化剂上，苯酚制取环己烷的总转化率达到97.8%。动力学分析表明，环己醇进一步转化为环己烷是苯酚HDO反应的决定步骤。

3）研究发现，Cu⁰主导加氢，而Cu²⁺主导吸附苯酚和环己醇，并驱动环己醇的进一步脱水。此外，研究人员通过密度泛函理论（DFT）计算进一步证实了这一结论。结果表明，CuPSNT催化剂中Cu⁰和Cu²⁺物种之间的协同作用在苯酚的加氢氧化过程中起着关键作用，单金属铜既可以实现芳环的饱和，又可以实现氧的脱除。

参考文献

Hui Wang, et al, Copper Phyllosilicate Nanotube Catalysts for the Chemosynthesis of Cyclohexane via Hydrodeoxygenation of Phenol, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.2c00380

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c00380