非贵金属镍催化剂：解决生物质衍生物苯酚选择性还原难题的新希望

非贵金属镍催化剂：解决生物质衍生物苯酚选择性还原难题的新希望

生物质衍生物苯酚选择性还原是工业合成环己醇、环己酮等大宗化学品的重要途径，但传统的热催化方法存在条件苛刻、能耗高等缺点，电催化加氢因其绿色、安全、反应条件温和被认为是新一代生物质转化途径。

但由于电催化加氢是在水体系中进行的，电催化水分解产氢不可避免地成为电催化加氢的强竞争反应，降低了电催化加氢反应的法拉第效率；并且目前已报道的用于苯酚电催化还原的材料大多采用贵金属作为活性中心，缺乏对产物选择性的控制，最终导致反应效率低下和成本高。

近日，澳大利亚莫纳什大学张杰副教授、中南民族大学张泽慧教授和武汉科技大学黄亮副教授合作，对非贵金属镍催化剂进行了研究，通过在传统镍催化剂中引入缺陷氧化钼，成功实现了苯酚的非贵金属电催化选择性转化。

作者以含钼聚合物为前驱体，在氢气中经高温煅烧得到碳负载的缺陷氧化钼，再进一步负载镍并在氢气中还原，得到缺陷氧化钼负载镍催化剂。与单一组分的镍基催化剂相比，缺陷氧化钼负载镍催化剂增强了苯酚在催化剂表面的吸附，从而提高了苯酚还原产物的法拉第效率。通过调控催化剂中氧空位密度，控制苯酚还原产物的选择性。在pH = 0.7和最佳催化剂条件下，环己醇和环己酮的法拉第效率分别达到95%和86%。

原位红外实验表明，氧化钼的引入增强了苯酚分子在催化剂表面的吸附，同时，环己酮和环己醇均是由烯醇中间体生成的。DFT计算也表明，氧化钼的引入可以有效增强反应物在催化剂表面的吸附，从而提高法拉第效率；而氧缺陷可以影响烯醇中间体的后续反应路径，从而控制反应选择性。

最后，钼镍氧化物催化剂在苯酚电催化选择性加氢中表现出了高活性和可调选择性。该工作为生物质选择性加氢电催化剂的设计提供了一种新策略。

论文信息

与地球- Ni− :

周鹏，郭思轩，李林波，上田，黄良，张泽辉，张杰

本文第一作者是莫纳什大学的周鹏博士。

DOI:10.1002/anie。