近日，中国林科院林产化学工业研究所蒋剑春院士团队在制备绿色柴油用新型高活性碳化钼催化剂的研究中取得了重要进展，题目为“Hydrotreatment of lipid model for diesel-like alkane using nitrogen-doped mesoporous carbon-supported molybdenum carbide”的文章发表在国际顶级期刊《Applied Catalysis B: Environmental》（影响因子11.69）。博士研究生王霏为本文第一作者，蒋剑春院士为本文通讯作者，林产化学工业研究所为第一完成单位。

随着人口的急剧增长和工业化程度的不断加速，人们对于能源的需求越来越大。目前我国废弃油脂的总量约700万吨，如果不能被有效利用，不但造成资源的浪费，而且会产生严重的社会和环境问题。油脂加氢脱氧制备的液体燃料具有和石化柴油类似的化学组分，因此可以直接替代柴油产品。当前，用于油脂加氢脱氧反应的催化剂主要是硫化钼镍和贵金属（铂和钯）催化剂。然而，硫化钼镍催化剂在制备过程中使用硫化氢，对环境造成一定的污染，而贵金属催化剂的成本昂贵，这严重限制了两者的大规模使用。近些年，碳化钼催化剂在加氢脱氧反应中，表现出类贵金属的催化特性，备受人们关注。尽管如此，常规的碳化钼催化剂普遍存在活性位点的分散度低和和尺寸大的问题。

为了解决以上难题，蒋剑春院士团队使用均匀掺杂氮原子的复合碳材料作为碳化钼的载体，并将该催化剂应用于脂类加氢脱氧反应。通过原位聚合的方法在介孔活性炭（MC）表面包裹一层聚苯胺，然后在惰性气氛下焙烧得到掺氮的复合碳材料（NMC）。使用等量浸渍的方法将钼酸铵引入上述NMC材料中，经过碳热氢还原过程制备得到了具有高度分散和较低颗粒尺寸的活性位点的Mo₂C/NMC催化剂。相比于碳化钼负载的介孔活性炭（Mo₂C/MC），Mo₂C/NMC具有更高的活性位分散度（0.90% vs. 0.37%），更低的活性位颗粒尺寸（3.9 nm vs. 6.4 nm）。在Mo₂C/NMC催化剂参与的油酸加氢脱氧反应中，油酸的转化率和液体产物中烷烃的选择性分别为92.7%和86.7%，远高于Mo₂C/MC催化剂参与的反应（转化率84.8%，选择性70.1%）。动力学实验也进一步对该研究结果进行了验证。该成果为油脂加氢脱氧用催化剂的研究开拓了新的思路，为“绿色柴油”的发展起到了极大的推动作用。

该研究得到了中国林科院院所长基金（CAFYBB2017ZC004）和国家自然科学基金（31770612）的资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337318309068