从天然油脂(如植物油和微藻油)或废弃食用油中提取的可再生长链脂肪酸和甘油三酯是很有前途的可再生能源和有价值的化工产品。脂肪酸利用的一个例子是将其转化为第一代(1G)生物柴油。此外，天然油脂和1G生物柴油也可用于生产液态烃，即第二代(2G)生物柴油。这种生物燃料在柴油发动机上表现出更好的性能。因此，有选择地从天然油脂中去除氧原子对于获得可持续的能源和增值化学品非常重要。

有鉴于此，四川大学胡常伟教授等人，合成了六种不同晶体结构的ZrO₂载体（ZRX，X=1-6）（单斜ZrO₂：m- ZrO₂；四方ZrO₂2：t- ZrO₂2；单斜和四方ZrO₂混合相：mix- ZrO₂），研究了它们对月桂酸甲酯加氢反应的 Co/ZrO2 催化剂性能的影响。

本文要点

1）在制备的催化剂中，Co/mix- ZrO₂（Co/ZR₃）表面Co²⁺浓度最高，氧空位（Ov）和暴露的Co晶面复杂，对月桂酸甲酯加氢表现出最高的活性和稳定性，在 240 °C 下生产的液态烷烃的产率接近 100%，或在 180 °C 下生产的脂肪醇产率为 90.5%（选择性：96%）。

2）通过对反应动力学和催化剂性能的研究发现，Co/ ZrO₂催化剂载体中的氧空位在调节 Co 的价态方面起着重要作用，而ZrO₂的晶体结构对钴的暴露晶格面有影响。

3）Co/ZR₃的高Ov含量和活性β-Co(102)晶面可有效降低 C-C 或 C=O 键断裂的活化能，从而导致对脂肪酯氢化的高活性。活性较低的Co，如α-Co(111)和α-Co(200)，或氧空位使脂肪醇中间体难以脱氧成烷烃。

参考文献：

Yingdong Zhou et al. Insights into the Influence of ZrO₂ Crystal Structures on Methyl Laurate Hydrogenation over Co/ZrO₂ Catalysts. ACS Catal., 2021.

DOI: 10.1021/acscatal.1c00632

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c00632