近日，杭州高等研究院催化团队丁云杰研究员、陈兴坤副研究员和大连化物所卢巍副研究员合作，在草酸二甲酯选择性加氢方向取得新进展。相关成果以“Hydrogenation of dimethyl oxalate to ethanol over Mo-doped Cu/SiO2 catalyst” 为题发表于化工顶级期刊Chemical Engineering Journal（中科院一区top，IF= 16.744）。论文第一作者为我院2020级硕士研究生李峥和大连化物所2021级博士研究生李怡蕙，浙师大为第一通讯单位。
草酸二甲酯选择性加氢的反应过程如上图所示：草酸二甲酯分子中的一个酯基首先在催化剂作用下加氢生成乙醇酸甲酯，乙醇酸甲酯进一步加氢生成乙二醇或经过加氢脱氧过程生成乙酸甲酯，乙二醇或乙酸甲酯最终加氢生成乙醇。其中催化剂是提高反应产物选择性的关键。本研究团队在前期的研究工作中，通过“两步法”制备了系列双金属加氢催化剂（J. Catal. 2020, 383, 254; J. Catal., 2022, 407, 241; Chem. Commun., 2022, 58(12), 1958; Chem.Commun., 2022, 58(72), 10016-10019; Catal. Sci. Technol., 2020, 10, 3175），通过控制催化剂活性中心Cu0/Cu+比例及合金相界面调节草酸二甲酯加氢活性、选择性和稳定性。
本工作进一步通过沉积沉淀和浸渍的方法，以Mo作为助剂修饰Cu合成MoxCu20/SiO2催化剂。研究发现Mo助剂的引入可以调节双金属之间的电子转移，有效提高催化剂表面Cu+的占比，促进酯基官能团活化；此外，催化剂表面MoOx组分具有一定的Lewis酸性，可以促进乙二醇加氢脱氧过程进而提升目标产物乙醇的选择性。上述工作为高活性双金属催化剂的开发提供了有意义的方法和思路。
该工作得到国家自然科学基金（22102147）、浙江省自然科学基金（LQ21B030009）、化学工程联合国家重点实验室开放基金（No. SKL-ChE-22A02）项目的资助。