碱增强氧空位驱动的Pd/WO3高效催化苯酚选择性加氢制环己酮

针对苯酚选择性加氢制环己酮过程中催化效率与选择性难以兼顾的问题，研究人员通过NaOH改性构建富含氧空位的Pd/WO3催化剂。该催化剂在90°C、0.7 MPa H2条件下实现苯酚100%转化率和95.3%环己酮选择性，TOF值较未改性体系提升3.5倍。研究揭示了氧空位浓度与催化性能的构效关系，为工业催化剂设计提供新思路。

　　

环己酮作为尼龙-6、尼龙-66等高性能聚合物的关键中间体，其传统合成工艺面临反应条件苛刻、能耗高、选择性低等挑战。近年来，苯酚选择性加氢路线因其条件温和、选择性高等优势备受关注，但现有催化剂普遍存在目标产物易过度加氢的问题。针对这一瓶颈，中国某研究机构（根据CRediT声明推测为国内团队）在《Molecular Catalysis》发表研究，通过碱改性策略成功开发出高性能Pd/WO₃催化剂。

研究团队采用浸渍法制备NaOH改性的Pd/WO₃催化剂，结合原位红外光谱、拉曼分析和密度泛函理论(DFT)计算等关键技术，系统探究了氧空位形成机制与催化性能的关联。通过同位素标记实验阐明了反应路径，发现25 wt% NaOH改性样品在90°C、0.7 MPa H₂条件下展现出最优性能。

催化剂筛选与优化
对比7种载体后发现，Pd/WO₃具有93.3%苯酚转化率和适中选择性。NaOH的引入使TOF提升至未改性体系的3.5倍，证明碱性组分通过形成氧空位显著改善催化活性。

反应机理研究
原位表征证实OH^-与WO₃晶格氧反应生成氧空位，这些空位不仅促进苯酚吸附，还优化了Pd电子结构。DFT计算表明氧空位能降低反应能垒，抑制环己酮过度加氢。

结论与意义
该研究首次阐明NaOH通过三重作用机制提升催化性能：诱导氧空位形成、优化金属-载体电子转移、调控反应物吸附取向。所提出的氧空位调控策略为工业催化剂设计提供了普适性方法，尤其适用于需要精准控制选择性的加氢反应体系。论文由Lei Xia等学者完成，研究获得国家自然科学基金（项目号22378415、22478334）支持。