Ni-Cu/Al2O3催化剂表面对酚类和呋喃类化合物的吸附行为及其在生物质转化中的催化性能研究

这篇研究通过系统表征Ni-Cu/Al2O3催化剂，揭示了金属负载量、还原温度及双金属相互作用对催化剂性质及模型有机物（苯甲醚、愈创木酚、糠醇）吸附行为的影响。研究发现Cu的引入能增强Ni的氢化能力和还原性，而酸性位点（源自Al2O3）的减少会限制酚类吸附，但Cu提供了呋喃类化合物的额外吸附位点。研究为生物质转化中氢化脱氧（HDO）催化剂的优化提供了关键见解。

　　

Highlight

本研究全面解析了Al₂O₃负载的Ni-Cu催化剂，聚焦金属负载量、还原温度及双金属相互作用对催化剂性能和模型有机物吸附行为的影响。金属沉积会降低催化剂比表面积，低Cu负载时形成孤立Cu位点，高负载则生成CuO团簇。Ni催化剂表面主要由NiO覆盖，而双金属Ni-Cu催化剂表现出Cu增强的氢化能力和还原性。酸性（主要来自Al₂O₃）随金属负载增加而降低，但高Ni负载会诱导新的NH₃分解位点。

Chemical composition and structural-textural analysis of prepared catalysts

通过湿法浸渍制备不同Ni、Cu负载量的催化剂，XRF/ICP-MS测定实际组成（表1）。XRD显示煅烧后催化剂中NiO、CuO和Al₂O₃的典型晶相（图1a）。低Cu负载时，Cu²⁺以孤立位点形式与载体相互作用；高负载则形成CuO团簇甚至体相CuO。Ni催化剂中NiO与尖晶石相共存，而双金属催化剂中Cu促进Ni还原，形成更小金属颗粒。

Conclusions

Al₂O₃负载的Ni-Cu催化剂研究表明：金属负载>10 wt.%时比表面积显著下降；250°C还原温度不足以还原低负载的孤立Cu²⁺位点；Cu的加入优化了Ni的分散性和还原性，为生物质转化催化剂的理性设计提供了重要依据。