镍基SiO2-C催化剂设计用于甘油氢解：前驱体与煅烧氛围对反应选择性与结构敏感性的调控机制

（编辑推荐）本研究通过系统考察镍前驱体（NiCl2·6H2O/Ni(CH3COO)2·4H2O/Ni(NO3)2·6H2O）和煅烧氛围（Ar/空气/N2）对SiO2-C负载Ni催化剂的影响，揭示其通过调控Ni颗粒尺寸（2-17 nm）实现甘油氢解高选择性（80-90% 1,2-丙二醇），并首次证实该反应为结构敏感性反应（TOF与粒径正相关）。

　　

Highlight

本研究采用三种镍前驱体（氯化物/醋酸盐/硝酸盐）和三种煅烧氛围（氩气/空气/氮气）制备SiO₂-C负载Ni催化剂，通过原位热重-红外联用（TGA-FTIR）、X射线衍射（XRD）和程序升温还原（TPR）解析前驱体分解路径与金属-载体相互作用。氢气活化后的催化剂显示：镍颗粒尺寸（2-17 nm）与转化频率（TOF）呈正相关，证实甘油氢解为结构敏感性反应，1,2-丙二醇选择性高达80-90%且C-C键断裂副产物极少。

Support characterization

SiO₂-C载体比表面积（S_BET）约200 m²/g，介孔/微孔面积比（S_meso/S_micro）达2.78，氮气吸附-脱附等温线呈IV型特征（H3滞后环），表明其以介孔结构为主导。酸碱性测试显示载体表面弱酸性位点有利于C-O键选择性断裂。

Conclusions

镍前驱体类型显著影响催化剂性能：氯化物衍生催化剂因残留氯离子促进还原而形成较大Ni颗粒（17 nm），醋酸盐路线获得中等尺寸颗粒（8 nm），硝酸盐则生成高分散小颗粒（2 nm）。煅烧氛围通过调控NiO与载体相互作用强度间接决定最终金属粒径，其中惰性氛围（Ar/N₂）更利于大颗粒形成。甘油氢解活性与Ni粒径的正相关性为设计高效生物质转化催化剂提供了新思路。