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由于化石資源的減少，目前人們正在將高附加值產(chǎn)品的合成轉(zhuǎn)向可再生木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為木糖醇。

里爾中央理工學(xué)院Robert Wojcieszak團(tuán)隊(duì)分別制備了SiO₂負(fù)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(gè)層面上證明使用Fe作為Ni促進(jìn)劑對(duì)木糖進(jìn)行水相加氫的益處有兩點(diǎn)：

(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(xué)穩(wěn)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(fā)生了重組，這表明顆粒在二氧化硅表面上逐漸變平和聚結(jié)。

改變反應(yīng)條件和催化劑，檢測(cè)到的唯一產(chǎn)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(fā)現(xiàn)Ni-Fe催化劑比其Ni同系物更具活性。

在80 °C的反應(yīng)溫度下測(cè)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(jí)表觀速率常數(shù)和吸附常數(shù)。另外，與單金屬Ni催化劑相比，Ni-Fe催化劑表現(xiàn)出更高的催化性能穩(wěn)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

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Appl. Catal. B.: Fe促進(jìn)木糖選擇性水相加氫為木糖醇

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