由于化石資源的減少,目前人們正在將高附加值產品的合成轉向可再生木質纖維素生物質的轉化。富含木聚糖的半纖維素是木糖的來源,它可以通過直接氫化轉化為木糖醇。里爾中央理工學院Robert Wojcieszak團隊分別制備了SiO2負載的單金屬 Ni和雙金屬Ni-Fe催化劑用于木糖水相加氫,探究Fe在催化過程的作用。可以在兩個層面上證明使用Fe作為Ni促進劑對木糖進行水相加氫的益處有兩點:(1)提高催化劑活性,通過還原的Fe參與木糖的吸附以及通過增加催化活性來保持催化活性。(2)催化劑的化學穩定性。另外,隨著金屬顆粒的尺寸和表面層中Fe比例的增加,雙金屬納米顆粒發生了重組,這表明顆粒在二氧化硅表面上逐漸變平和聚結。改變反應條件和催化劑,檢測到的唯一產物是木糖醇,其選擇性和碳平衡都高于98%。在50°C到125°C之間,發現Ni-Fe催化劑比其Ni同系物更具活性。在80 °C的反應溫度下測得金屬的浸出最小,特別是Ni的浸出。雙金屬納米顆粒表面還原鐵的存在增加了木糖的一級表觀速率常數和吸附常數。另外,與單金屬Ni催化劑相比,Ni-Fe催化劑表現出更高的催化性能穩定性。Selective aqueous phase hydrogenation of xylose to xylitol over SiO2-supported Ni and Ni-Fe catalysts: Benefits of promotion by Fe. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120564