化石燃料的过度消耗导致了严重的能源和环境问题。作为化石燃料的理想替代品，可再生生物质可以转化为燃料和化学品。其中，脂肪酸中主要含有16和18个碳原子的脂质非常适合加氢脱氧制备类柴油烃。传统的加氢脱氧是在高压外部氢气供应下进行的。但是，H2的运输和储存存在安全隐患。此外，商业 H2主要由化石资源生产。最近，通过水相重整原位供氢引起了人们的极大关注。为了实现这一目标，一个挑战是设计在恶劣的水热条件下具有高抗烧结和浸出能力的催化剂。现在，天津大学的研究人员设计了一种碳包覆金属催化剂，该催化剂于2021年9月23日在线发表在Frontiers of Chemical Science and Engineering上。
在这项工作中，陈教授的实验室将棕榈酸甲酯(一种脂质模型化合物)的加氢脱氧与甲醇的水相重整相结合。值得注意的是，他们通过单锅扩展 Stöber 工艺制备了一种新型碳包覆镍钴合金催化剂，然后在 N2下碳化大气层。在制备的催化剂中，合金颗粒均匀分布在碳微球中，呈现“西瓜”结构。这种碳涂层结构限制了合金颗粒的烧结和浸出。有趣的是，Co 的存在减小了碳微球的尺寸，加速了传质。同时，Ni-Co 合金的电子结构有助于有效的加氢脱氧。这种碳包覆Ni-Co合金催化剂的烃产率可达92.6%。
陈说，他们“认为碳包覆金属催化剂对于原位水相加氢脱氧非常有前途。即便如此，仍然需要克服许多问题。例如，碳微球中的微孔结构和碳对有机反应物的亲和性容易造成孔道堵塞，进而导致催化剂失活。在未来的工作中迫切需要在碳微球中构建更多的中孔。”
在陈教授的工作中，提出了制备碳包覆双金属催化剂的新途径。发现碳涂层方法显着提高了水热稳定性。这项工作丰富了水系统生物质升级的催化剂开发，推动了生物质价值的发展。
