引言
由于传统化石燃料资源短缺和全球环境问题，生物质衍生的平台分子通过加氢升级转化为高附加值化学品和燃料添加剂引起了广泛关注[1]。由于生物质衍生分子中含有丰富的含氧官能团，C=O基团的催化转化成为生物质利用研究的核心之一[2]。糠醛是木质纤维素最重要的衍生物之一，通过加氢将其转化为高附加值化合物是一个重要的研究方向[[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19]]。作为糠醛C=O基团加氢产物，糠醇在液态树脂、赖氨酸、维生素C、纤维等的生产中得到了广泛应用[10,12]。然而，糠醛加氢过程中会同时产生许多由二次反应或副反应生成的副产物，如2-甲基呋喃、四氢糠醛、四氢糠醇和2-甲基四氢呋喃（见方案1）[[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19]]。因此，开发高活性且具有高产物选择性的催化剂仍需不断努力。
糠醛加氢制糠醇的工业过程采用Cu-Cr催化体系[3,5,16]。然而，该过程通常需要较高的操作温度（130~200°C），导致能耗高[5]。此外，使用有毒的Cr2O3是不令人满意的，因为其处置被禁止在垃圾填埋场进行。Ir/def-TiO2催化剂在140°C下实现了糠醛的高选择性加氢，产物对糠醇的选择性达99%[8]。形成的单原子位点显著降低了该催化剂中Ir的用量。然而，该体系的反应条件仍然较为苛刻。此外，还有报道称PtNi中空纳米框架、NiBi/Al2O3和Pt1Sn0.3@HMSNs在100°C下催化糠醛加氢的糠醇选择性>97%[14,15,17]。
上述催化剂在糠醛加氢中表现出良好的催化性能。然而，如何在绿色生产与效率之间取得平衡仍然是一个挑战。需要开发节能的替代催化过程（如在低温下操作）。
针对这一挑战，已报道了几项关于糠醛低温加氢的工作。例如，Pt/γ-Al2O3催化糠醛加氢，在50°C时糠醇产率达到80%[5]。据报道，一种水滑石衍生的Pt催化剂在30°C时TOF为204.6 h?1[3]，高度分散在层状水滑石上的Pt0物种促成了高性能。然而，3 wt%的较高Pt负载量可能导致催化剂制备成本高，并阻碍其大规模应用。PtNi/SBA-15在30°C时糠醇产率达64.6%，产物选择性为77.0%[18]。然而，相对较低的糠醇选择性（77.0%）将增加实际应用中的产物分离/纯化负担。
从绿色、高效和经济性的角度来看，在室温下使用高效催化剂对糠醛进行选择性C=O加氢是值得倡导的。在此，我们报道了一种碳负载的Ru-Sn催化剂，在液相糠醛加氢中表现出高效的室温性能。在20°C（即无需对反应器进行外部加热）时，糠醛转化率>99%，产物对糠醇的选择性>99%。与之前的文献相比，该过程具有低/零能耗和较高催化效率的优势（详见表S1的总结）。
催化剂设计和合成是决定催化性能的两个主要因素。催化剂合成方法是连接材料设计与实际催化性能的关键桥梁。合成方法的研究涉及催化剂的结构-活性关系，有助于从经验性的试错向理性合成转变。例如在实际操作中，对于相同的金属组成设计，采用不同的合成策略可以直接决定金属位点的几何和电子性质、表面活性位点的组成/分布以及金属-载体相互作用等。因此，尽管金属元素的选择在设计层面就已确定，但活性、选择性和稳定性的最优实现最终依赖于适当的合成方法，这对于实现高效和绿色催化至关重要。由于Ru已被报道为糠醛加氢的有效催化金属[[19], [20], [21], [22]]，而Sn具有活化羰基的能力[[23], [24], [25]]，基于双金属协同效应的设计，探究Ru-Sn催化剂合成方法对催化性能的影响是本研究的动机。
本研究揭示了调节Ru-Sn位点构型的实用途径。在催化剂合成中，选择RuCl3和SnCl2作为金属前驱体，采用化学还原法还原前驱体。根据之前的文献报道[26,27]，使用两种化学还原剂，即乙二醇和肼水合物，在一锅法中对金属前驱体进行还原以合成双金属Ru-Sn纳米颗粒。表征结果表明，Ru-Sn位点的构型受催化剂合成方法的影响。在Ru-Sn/C（乙二醇法）上，Ru和Sn物种紧密相邻存在；而在Ru-Sn/C（肼法）上，Ru和Sn物种相对隔离。结构-活性关系研究表明了Sn的促进作用，提出了一种溢流加氢机制。
