铝改性树枝状介孔二氧化硅纳米球负载CoMo催化剂实现分子级精准氢解构：烷基定位裂解与多环芳烃结构保留

传统加氢裂化面临烷烃过度裂化、脱烷基选择性差及多环芳烃(PAHs)过度饱和等问题。本研究开发了一种基于Al改性树枝状介孔二氧化硅纳米球(DMSNs-x)负载CoMo催化剂的氢解构体系，实现了饱和/芳香碳结构的精准解离与产物完整性保留。DMSNs-50材料(0.28 mmol/g B酸，15.7 nm孔径)展现出86.5%脱烷基选择性，3%CoMo-CM催化剂使PAHs结构保留率超85%，为石油资源分子级转化提供了新策略。

　　

石油作为现代工业的血液，其高效利用始终是能源领域的核心课题。然而传统加氢裂化技术如同"粗暴的剪刀"，在处理复杂烃类时往往陷入两难困境：要么将宝贵的烷基侧链过度裂解成无价值的小分子，要么让多环芳烃(PAHs)结构在深度氢化中失去芳香性。这种"一刀切"的处理方式不仅造成资源浪费，还显著增加氢耗。更棘手的是，现有催化剂难以精准识别C_aromatic-C_alkyl键的选择性断裂，导致目标产物收率低下。中国石油大学的研究团队在《Fuel》发表的这项研究，犹如为石油分子定制了"智能手术刀"，通过铝改性树枝状介孔二氧化硅纳米球(DMSNs)负载钴钼(CoMo)催化剂的协同设计，实现了分子级精准氢解构。

研究团队主要采用水热法合成Al改性DMSNs-x载体，通过调节SiO₂/Al₂O₃比控制材料酸性和孔结构；采用等体积浸渍法负载CoMo活性组分；运用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等技术表征材料性质；以十二烷基苯和菲为模型化合物评价催化性能。

【Synthesis of acidic DMSNs-x catalytic materials】
通过三乙醇胺-十六烷基三甲基溴化铵体系，成功制备出具有核桃状褶皱表面的200 nm球形DMSNs。铝掺杂量增加使材料B酸位点从0.12增至0.28 mmol/g，孔径从22.1 nm收缩至15.7 nm，这种"由外扩向内敛"的孔道演变显著影响反应物扩散路径。

【Regulation of performance by DMSNs-x materialization characteristics】
DMSNs-50展现出最佳性能平衡：十二烷基苯转化率68.4%时，脱烷基选择性达86.5%，产生25.5 m%苯和26.8 m% C₉-C₁₂烷烃。TEM显示其独特的"枝晶间介孔通道"结构，既保证分子可及性，又提供适中的酸性位点分布，有效抑制二次裂解。

【Conclusion】
3%CoMo-CM催化剂(含3 m% MoO₃和0.7 m% CoO₂)在38%硫化度下形成4.1 nm×1.9层的MoS₂活性相，使菲转化率控制在33%以下时，PAHs结构保留率超85%。混合烃评价显示该体系可同步实现89%脱烷基选择性与70%芳环保留率，失活主要源于B酸位点流失和活性相烧结。

这项研究开创性地将"分子手术"理念引入石油加工领域，通过DMSNs载体的结构精确调控与CoMo活性相的协同优化，建立了"酸性位点定位切割-氢化位点结构保护"的双功能机制。不仅为烷基芳烃的高值化利用提供新方案，其"介孔限域效应控制反应路径"的设计思路，对重油加工、生物质转化等领域具有重要启示意义。特别是85% PAHs保留率的突破，有望为高端碳材料制备开辟新的原料来源。