p A conversão de biomassa abundante e seus derivados em combustíveis e produtos químicos de alto valor agregado é considerada um caminho verde promissor para reduzir nossa dependência de recursos fósseis convencionais. Entre eles, a pirólise da lignocelulose tornou-se um meio verde e econômico para a produção em massa de bio-óleos para substituir os combustíveis fósseis. Contudo, devido ao rico conteúdo de oxigênio, os bioóleos obtidos possuem densidade de energia relativamente baixa e podem causar danos aos motores. A hidrodesoxigenação catalítica (HDO) foi, portanto, empregada para atualizar os bio-óleos com alta densidade de energia, removendo seletivamente o conteúdo de oxigênio. p Como um produto de pirólise de lignocelulose direta, a vanilina pode ser atualizada para 2-metoxi-4-metilfenol (MMP) via HDO. O MMP obtido tem ampla aplicação não só como combustível de alta densidade energética, mas também como importante intermediário para a síntese de fármacos e fragrâncias. Portanto, é necessário desenvolver catalisadores de metal não preciosos eficientes, capazes de seletivamente HDO de vanilina para MMP em água.

p O efeito sinérgico dos catalisadores baseados em nanopartículas com liga (NPs) tem sido vantajosamente utilizado para melhorar dramaticamente o desempenho do catalisador para atualizar biomassa e derivados de biomassa para produtos químicos e combustíveis de alto valor. Geralmente, os metais do grupo VIII (Ni, Ru, Rh, Pd, Pt) possui alta atividade catalítica para hidrogenação de ligações C =C insaturadas e ligações C =O. Por esta razão, catalisadores não preciosos à base de Ni têm sido amplamente empregados para catalisar reações HDO, mas exibindo seletividade limitada para produtos livres de oxigênio. Para aumentar a atividade de desoxigenação e seletividade de catalisadores à base de Ni, aliar Ni com outros metais para formar ligas NPs é uma estratégia eficiente.

p Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Huijun Zhao do Instituto de Física do Estado Sólido, HFIPS, CAS, A China relata a síntese controlável de NPs de liga de Ni-Co bem definidos confinados por nanotubos de carbono dopados com N (N-CNTs) e sua aplicação como um catalisador HDO eficiente para transformar a vanilina, seus derivados e outros aldeídos aromáticos aos correspondentes MMPs e produtos desoxigenados. Os resultados experimentais demonstram que o catalisador NPs de liga de Ni-Co sintetizado (NiCo @ N-CNTs / CMF) pode converter completamente a vanilina em MMP com seletividade de 100% sob condições de reação moderadas, ultrapassando os catalisadores HDO não preciosos de alto desempenho relatados. Impressionantemente, o catalisador exibe excelente desempenho catalítico de HDO em relação a um amplo espectro de derivados de vanilina e outros aldeídos aromáticos com 100% de eficiência de conversão e alta seletividade (91,5% a 100%). Os cálculos DFT e os resultados experimentais confirmam que o excelente desempenho catalítico de HDO alcançado é devido à adsorção seletiva altamente promovida e ativação de C =O, e dessorção das espécies de hidrogênio ativado pelo sinergismo das NPs de Ni-Co com liga. Os resultados deste trabalho fornecem uma nova estratégia para projetar e desenvolver catalisadores baseados em metais de transição eficientes para reações HDO em água.

p Os resultados foram publicados em Jornal Chinês de Catálise .