烴基生物柴油（又稱綠色柴油）是由廢棄油脂等加氫脫氧而來的烴類物質，是國際公認的綠色清潔燃料。在工業上，實現廢棄油脂加氫脫氧的催化劑主要為過渡金屬硫化物（如CoMoS），因硫元素易于流失，需要在催化反應中不斷地補充含硫化合物，以維持催化劑活性，這導致了生產成本增加、設備腐蝕及環境污染等一系列問題。因此，開發高效、穩定的無硫催化劑對綠色柴油的規?；茝V意義重大。

受限于無硫催化劑的長期穩定性差和催化效率低等原因，目前工業應用中還沒有能夠替代金屬硫化物的催化劑。近日，青島能源所多孔催化材料研究組開發出了一種全新的受阻型路易斯酸堿對（FLPs）催化劑，在無任何添加劑的條件下，能夠實現油脂向綠色柴油的高效催化轉化，連續運行500 h以上沒有活性損失（圖1）。該催化體系可以拓展至餐廚廢油、大豆油、棕櫚油、動物油脂等原料，完全轉化為綠色柴油的運行空速為6.0 h-1，遠高于商業催化體系的0.5~3.0 h-1，展示出了優異的催化性能。

圖1. FLPs催化劑連續流催化大豆油脫氧制備綠色柴油（反應溫度350 C，氫壓3.0 MPa，質量空速6.0 h-1）

此外，面向實際工業應用，研究組進行了催化劑的批量制備及成型，并驗證了成型催化劑在1000 h連續流反應中仍然具有優異的活性及穩定性。該FLPs催化劑在催化活性、穩定性、成本、環保屬性等方面均具優勢，有望替代商用硫化態催化劑，為綠色柴油產業提供更綠色、更高效的工藝方案。相關研究成果以“Frustrated Lewis pair catalyst realizes efficient green diesel production”為題發表于《Nature Communications》期刊上，這也是Nature系列期刊上首篇關于綠色柴油合成的研究型論文。

文章第一作者為青島能源所李德昌副研究員，通訊作者為王光輝研究員。研究工作得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金等項目的支持。

原文鏈接： https://doi.org/10.1038/s41467-024-47591-z