琥珀酰胺酸功能化SiO2载体提升钌催化剂效率：甲苯基液态有机储氢系统（LOHC）的创新突破

【编辑推荐】本研究通过琥珀酰胺酸功能化SiO2载体（SBA-15/商用SiO2）显著提升钌（Ru）纳米颗粒分散性与稳定性，开发出高效可循环的Ru/SBA15-AC催化剂，其甲苯氢化储氢容量达5.2 wt%、TOF值639 min-1，活化能低至41 kJ·mol-1，为液态有机储氢载体（LOHC）技术提供了原子经济性解决方案。

　　

亮点

本研究开发的Ru/SBA15-AC催化剂在甲苯氢化反应中展现出卓越性能：仅需3小时即可实现5.2 wt%的储氢容量，其转化频率（TOF）高达639 min^-1，远超同类钌基催化剂。通过琥珀酰胺酸功能化策略，钌纳米颗粒尺寸被精准控制在4 nm，分散度提升至32%，且表观活化能（E_a）降至41 kJ·mol^-1，揭示了介孔结构与羧酸基团的协同增效机制。

催化剂表征

透射电镜（TEM）证实SBA-15载体具有高度有序的二维六方介孔结构（见图S1）。X射线光电子能谱（XPS）显示琥珀酰胺酸成功通过APTES与琥珀酸酐的开环反应接枝到SiO₂表面，形成密集的羧酸锚定位点。这种设计使钌纳米颗粒在循环实验中保持结构完整性，经10次反应后仍无明显烧结或流失。

结论

琥珀酰胺酸功能化的SiO₂载体为设计高分散、可循环的钌催化剂提供了创新平台。该催化剂不仅适用于甲苯氢化，还能高效转化萘、2-甲基吲哚和9-乙基咔唑等多元液态有机储氢载体（LOHCs），展现出优异的普适性。尽管完整LOHC循环需包含脱氢步骤，本研究聚焦氢化半循环，为理解载体功能化对催化剂耐久性的影响提供了关键见解。