烃基生物柴油（又称绿色柴油）是由废弃油脂等加氢脱氧而来的烃类物质，是国际公认的绿色清洁燃料。在工业上，实现废弃油脂加氢脱氧的催化剂主要为过渡金属硫化物（如CoMoS），因硫元素易于流失，需要在催化反应中不断地补充含硫化合物，以维持催化剂活性，这导致了生产成本增加、设备腐蚀及环境污染等一系列问题。因此，开发高效、稳定的无硫催化剂对绿色柴油的规模化推广意义重大。

受限于无硫催化剂的长期稳定性差和催化效率低等原因，目前工业应用中还没有能够替代金属硫化物的催化剂。近日，青岛能源所多孔催化材料研究组开发出了一种全新的受阻型路易斯酸碱对（FLPs）催化剂，在无任何添加剂的条件下，能够实现油脂向绿色柴油的高效催化转化，连续运行500 h以上没有活性损失（图1）。该催化体系可以拓展至餐厨废油、大豆油、棕榈油、动物油脂等原料，完全转化为绿色柴油的运行空速为6.0 h^-1，远高于商业催化体系的0.5~3.0 h^-1，展示出了优异的催化性能。

图1. FLPs催化剂连续流催化大豆油脱氧制备绿色柴油（反应温度350 °C，氢压3.0 MPa，质量空速6.0 h^-1）

此外，面向实际工业应用，研究组进行了催化剂的批量制备及成型，并验证了成型催化剂在1000 h连续流反应中仍然具有优异的活性及稳定性。该FLPs催化剂在催化活性、稳定性、成本、环保属性等方面均具优势，有望替代商用硫化态催化剂，为绿色柴油产业提供更绿色、更高效的工艺方案。相关研究成果以“Frustrated Lewis pair catalyst realizes efficient green diesel production”为题发表于《Nature Communications》期刊上，这也是Nature系列期刊上首篇关于绿色柴油合成的研究型论文。

文章第一作者为青岛能源所李德昌副研究员，通讯作者为王光辉研究员。研究工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的支持。（文/图 李德昌）

原文链接： https://doi.org/10.1038/s41467-024-47591-z