王威燕教授团队发表重要研究成果

近日，我校化工学院王威燕教授团队与中科院大连化物所李昌志研究员合作，在能源领域著名期刊《能源化学》（Journal of Energy Chemistry, IF=13.599）上发表题为“面向木质素生物质油高效脱氧制备碳氢燃料Ni-MoO_3-x催化剂的定向设计”的研究成果。团队骨干、青年教师仵奎博士为共同通讯作者，我校为第一完成单位。

随着全球对能源的需求不断增长，木质素生物质油作为一种潜在的可再生能源，引起了广泛的关注，但由于其氧含量高，不能直接作为燃料使用。加氢脱氧被认为是一种降低氧含量的高效途径，多种用于木质素生物油的加氢脱氧反应催化剂已被开发，但高效且成本低廉的非贵金属催化剂如何设计仍然具挑战性。

该团队首先利用DFT分析了Ni在MoO₃主要晶面上的构型，基于不同构型上脱氧反应能量的变化，发现当Ni簇位于氧空位附近时，催化C–O键断裂的能垒最低，从而预测出了具有高效加氢脱氧活性的金属–空位结构。但传统制备方法难以获得这种结构的催化剂，团队巧妙地设计出一种新的方法，来制备具有目标结构的Ni-MoO_3-x催化剂，通过水热法先合成前驱体NiMoO₄，使Ni均匀分散在Mo氧化物中，再经低温氢还原，将Ni从NiMoO₄中逸出并还原成金属态，同时在氢溢流的作用下形成更多氧空位，从而构筑出金属–空位界面。在对甲酚的加氢脱氧反应中，原料仅需150℃下即可实现完全转化，产物甲基环己烷的选择性高达99.4%。在催化原生木质素生物质油制备碳氢燃料的反应中，经该催化剂升级之后，产物C₆–C₁₈环烷烃含量超过99%，满足作为航空燃油使用的要求。

该研究工作为制备低成本、高活性的加氢脱氧催化剂提供了新的策略，是理论指导高活性催化剂制备的典型实例，为可再生清洁碳氢燃料的制备提供了有效方案。

（理论指导Ni-MoO_3-x的设计及催化木质素油脱氧升级示意图）

王威燕教授团队致力于生物质催化转化制备可再生清洁能源和化学品等方面的研究，目前已在国内外学术期刊ACS Energy Lett、ACS Catal、J Energy Chem、Green Chem等发表科研论文60多篇，授权国家发明专利9项，荣获中国石油和化学工业联合会科学技术发明一等奖、湖南省自然科学三等奖等。