综述：烃类转化的多相催化实用指南

这篇综述系统阐述了多相催化（Heterogeneous Catalysis）在烃类转化中的关键作用，涵盖催化剂设计（如沸石/金属氧化物）、反应机制（裂解/异构化/C─C偶联）、实验方法（批次vs连续流反应器）及表征技术（GC-MS/XRD/TPD），为生物质（Biomass）转化为高附加值产品提供方法论指导。

　　

多相催化基础与催化剂设计

多相催化通过固相催化剂（如沸石、SiO₂–Al₂O₃）与气相/液相反应物的相互作用，降低反应活化能。关键设计原则包括"火山曲线"优化中间结合能，以及通过纳米结构调控（如介孔材料）增强活性位点可及性。双功能催化剂（如Ni-Mo/沸石）结合金属位点的氢化能力与酸性载体的裂解功能，在石油精制中实现高效转化。

反应机制与工业应用

裂解反应：遵循碳正离子机制，β-断裂生成轻质烃，工业上采用流化床催化裂化（FCC）技术。异构化通过金属-酸协同作用（如Pt/Al₂O₃）将直链烷烃转化为高辛值支链烃。氧化反应遵循Mars-van Krevelen机制，V₂O₅等金属氧化物通过晶格氧转移实现选择性氧化。

实验方法论

批次反应器适合机理研究，而连续流固定床反应器（操作温度200-550°C，压力1-100 bar）更接近工业条件。质量平衡需精确测量气/液/固三相产物，误差控制在±5%。先进表征如原位XAS可揭示Cu催化剂在CO₂加氢中的动态结构演变。

生物质转化案例

废弃食用油（WCO）在ZnO-SBA-15催化下热裂解（460°C）获得柴油组分（收率37.3%），GC-MS显示C₇-C₁₅烃类富集。多金属氧酸盐（POMs）与Cu的杂化材料实现甲基苯硫醚（MPS）99.1%氧化转化率，5次循环后活性保持。

未来挑战

单原子催化剂（SACs）的烧结抑制、人工智能辅助催化剂筛选（DFT计算结合机器学习）、以及塑料热解（ΔH=135.70 kJ mol^?1）的规模化工艺开发是重点方向。