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为应对全球能源供需矛盾、减少环境污染和降低碳排放,世界各国相继推进能源结构转型,大力发展绿色清洁的可再生能源。在世界能源消费总量中,生物质是仅次于煤炭、石油、天然气位居第四位的碳基能源。油脂是一种重要的生物质,其水解产物中含有大量游离的脂肪酸,是工业上能大规模生产脂肪醇或长链烃的原料。针对催化剂上金属位和载体的稳定性问题,本文聚焦双金属多孔碳基催化剂的设计与制备,系统的开展了非临氢条件下脂肪酸高值化转化的研究,即溶剂体系月桂酸脱羧/脱羰制备长链烃、甲醇水体系月桂酸原位加氢制备脂肪醇,包括催化体系的设计、表征、评价、优化和反应规律的探究等,开发出了具有较优活性、选择性和稳定性的双金属碳基催化剂。本文的具体工作进展如下:首先,采用合金稳定化策略,以ZIF-8为氮碳前驱体设计并制备了一种纳米PtZn/NC双金属碳基催化剂,它在月桂酸无溶剂体系中呈现出较优的脱羧/脱羰性能。Pt的负载方法、催化剂的焙烧温度、焙烧气氛显著影响了催化剂的形貌、结构和催化活性,以硼氢化钠还原法负载Pt、900℃下焙烧1 h的PtZn/NC具有高活性和选择性;通过表征发现PtZn形成了平均3.2nm的合金颗粒,由EDS线扫结果可知该颗粒是PtZn合金为主体、表面富Pt的核壳结构,合金纳米颗粒均匀的分散在具有高比表面积的多级孔NC载体上,且通过热重、红外等结果分析了催化剂碳化过程的变化,结合反应结果分析得纳米PtZn合金是催化剂高效制备十一烯/烷的关键;当月桂酸加量50 mg,PtZn/NC加量5 mg,反应温度360℃,反应时间30min,月桂酸转化率达52%,十一烷收率15.5%,十一烯收率34.7%,两者选择性合计高达96.6%;PtZn/NC催化剂使用后,活性有略微的下降,由XRD可知苛刻的反应条件使合金颗粒的结晶度有所下降。然后,针对甲醇水重整反应和月桂酸原位加氢反应耦合难的问题,筛选出了合适的双金属活性中心CuCo,以丹宁酸为碳前驱体、以原位焙烧法设计并制备了非贵双金属碳基催化剂CuCo/C。在甲醇水体系中,Cu/C具有高的脂肪醇选择性但催化活性不高,Co/C有良好的催化活性但脱氧性能过强,CuCo/C双金属碳基催化剂可发挥Cu、Co各自的优势,最终能高效的协同催化甲醇水重整反应和月桂酸原位加氢反应。研究发现焙烧还原温度显著影响丹宁酸的碳化程度,进而影响其催化活性,焙烧还原温度为500℃制备的催化剂有较高活性。通过H2-TPR、XRD、拉曼、TEM等表征推测结构为Cu、Co纳米颗粒部分嵌入在C载体上,结合反应结果表明单质的Cu、Co是催化活性位,它们之间存在协同催化作用并且有利于十二醇的制备;当CuCo摩尔比选择1:4,理论负载量为10wt%,CuCo4/C催化剂加量15 mg,甲醇作供氢剂,甲醇加量50 mg,330℃反应3 h时,月桂酸转化率可达79.1%,十二醇摩尔收率可达62.3%;每次使用后催化剂的活性有略微下降,通过XRD结果可知,水热条件下部分Co从立方相转变为六方相、Cu颗粒有掉落现象,从而影响了其重复使用性能。