近期，固體所環境與能源納米材料中心在生物質催化轉化方面取得新進展，相關研究成果作為內卷首插畫(Frontispiece，圖1)文章發表在國際著名期刊Small (Small, 14, 1801953 (2018))上。 

　　隨著化石能源危機日益嚴峻，開發綠色可再生能源已經刻不容緩，生物質作為一種儲量豐富的可再生資源，已成為代替化石能源的“寵兒”，但是由于其含氧量較高，不能直接代替化石燃料。在化學工業上，加氫脫氧（選擇性加氫）被公認為是提高生物質燃料品質及獲取高附加值化學品最有效的方法。香蘭素（3-甲氧基-4-羥基苯甲醛）作為木質素中一種重要的芳香單體，將其轉化為含氧量更低的高附加值化學品2-甲氧基-4-甲基苯酚（MMP），已引起廣大科研者的興趣并相繼開展了對香蘭素選擇性加氫的研究工作。目前加氫催化劑活性組分仍依賴于貴金屬（Pd, Pt, Au, Ru等），由于其儲量低、成本高等原因，嚴重限制了其規模化應用，因此制備高效穩定且具有選擇性的非貴金屬催化劑成為當前研究的熱點。 

　　環境與能源納米材料中心相關研究人員，采用一步碳熱還原法制備高度分散的銅基催化劑，該催化劑是由直徑為20-30nm的銅納米顆粒均勻鑲嵌于碳基體中組成。通過對不同銅的質量分數和碳熱溫度下銅基催化劑的結構-活性關系研究發現，銅的質量分數為15%，碳熱還原溫度為600^oC條件下制備的催化劑，無論是在水相加氫還是轉移加氫過程中均具有最佳的催化活性和選擇性，進一步結合DFT理論計算確定高度分散的金屬銅納米顆粒是該催化反應的活性中心。催化實驗結果表明，銅基催化劑在120^oC，2.0 MPa H₂和5h下，可將香蘭素在水相加氫到MMP，轉化率高達99.9%，選擇性可達93.2%（圖2a）；在180^oC，2.0 MPa N₂和5h條件下，可將香蘭素在異丙醇中轉移加氫到MMP，轉化率和選擇性分別可達99.8%和99.1%（圖2b），且催化劑具有優異的穩定性（圖3）。研究結果表明，該銅基催化劑制備方法簡便、綠色、易于放大，為實現低成本將生物質資源轉化為生物油和化工產品奠定了基礎。 

　　該工作得到中科院裝備研制項目、國家自然科學基金的資助。 

　　【相關文章鏈接】https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201801953 

　　圖1. 銅基催化劑在香蘭素催化劑加氫中反應路徑及機理示意圖 (Frontispiece image)

　　圖2. 香蘭素催化加氫性能評價 (a) 水相直接加氫，(b) 轉移加氫

　　圖3. 催化劑循環穩定性能評價  (a) 反應活性及選擇性，(b) 反應前后TEM圖像