碳包裹非貴金屬催化劑的制備及其在催化加氫中的應用

王宏政，馬超凡，顏偉，何巍，盧春山，李小年

（浙江工業大學綠色化學合成技術國家重點實驗室培育基地，浙江 杭州 310014）

碳-金屬催化劑是催化加氫領域中極其重要的一類催化劑。碳材料具有比表面積大、多孔結構理想、表面官能團豐富可調節以及電子傳輸能力優異等優點，是制備負載型催化劑時使用最多的載體之一。貴金屬在催化加氫反應中表現出優異的催化性能，然而高昂的價格和短缺的資源儲量增大了其工業化應用的難度。因此，開發以價格低廉且資源豐富的非貴金屬作為活性組分的碳載催化劑成為工業催化領域中的研究熱點。目前，碳載非貴金屬催化劑的制備方法主要有浸漬法、沉淀法、離子交換法、溶膠-凝膠法、化學氣相沉積法等。然而，在使用這些傳統方法制備碳載催化劑時，由于金屬納米粒子（NPs）和碳載體之間的相互作用相對較弱，暴露在碳載體表面的金屬NPs容易聚集成更大的顆粒，導致催化活性降低。除此之外，在催化反應過程中金屬顆粒容易發生氧化、遷移、團聚以及流失等現象，這也是碳載非貴金屬催化劑亟待解決的難題。

碳包裹非貴金屬催化劑（M@C）由于其特殊的形貌結構和電子性質成為近年來研究的熱點。不同于常規碳載非貴金屬催化劑（M/C），碳包裹非貴金屬催化劑是將碳材料包裹在金屬NPs表面，形成金屬核@碳殼的結構。碳包裹催化劑由于表面碳殼的存在，在進行催化反應時不僅能避免金屬粒子的氧化、遷移、團聚和流失，還能有效地防止金屬粒子被酸腐蝕，極大地提高了催化劑的穩定性。……