如今,与甲醇相比,C₂₊醇是更理想的产品,如纯醇燃料、燃料添加剂和精细化学品。C₂₊醇的主要生产工艺路线有合成气催化合成和生物发酵。然而,这些合成路线也面临着许多巨大的挑战。尽管合成气可以转化成多种不同的产品,如烃类、甲醇等,在大规模工业化生产中得到了广泛的应用,但C₂₊醇的催化合成由于缺乏合适的催化剂,其规模化应用受到了严重的限制。从商业角度看,目前过渡金属催化剂对C₂₊醇的催化活性、选择性和产率都较差,要使这一合成路线更具吸引力,还需要开展大量深入的研究。同时,乙醇作为一种燃料添加剂引起了人们的特别兴趣,因为它可以由可再生的生物质衍生糖进行生物发酵生产。然而,发酵过程需要消耗大量的生物质原料,如玉米、甘蔗等,导致在广泛应用乙醇的同时,糖和食品的价格迅速上涨。此外,与酒精发酵相比,在发酵过程中,酵母代谢很难产生高产的C₅₊醇,而C₅₊醇的选择性高度依赖于酵母属、菌种和菌株以及特定的营养物质（氮和氨基酸）。原料转化率低,C₅₊醇浓度低,生产成本高,不能满足工业生产和商业运行的要求。实际上,在高级醇类中,C₅₊醇作为高附加值的精细化工产品和高热值的柴油添加剂的应用更为显著。因此,如何进一步低成本高效制取C₅₊醇,是所面临的极大挑战。本文研究的目的是探索生物质资源中糖醇催化氢解转化为高级醇的工艺,并优选对高值C₅₊醇具有高选择性的催化剂。我们之前的工作主要集中于在Ru-Mo/C催化剂上,通过C-O键的选择性解离和抑制C-C键的过度裂解将多元糖醇转化为可再生的C₅-C₆烷烃。相反,为了生成C₂₊醇,山梨醇中的C-O键应该被选择性地裂解,而C-O键形成烷烃的过度解离应该被有效地阻止。CMK-3是一种典型的有序介孔碳材料,具有较高的表面积、周期性的介孔、均匀的孔径、足够的孔容、较高的水热稳定性和化学稳定性,在水相催化领域具有良好的耐水热稳定性能。目前,我们有效地设计了介孔碳CMK-3负载的Ru Mo双功能催化剂,并成功地应用于山梨醇的催化氢解。并以它们为研究对象,结合多种催化剂表征手段（N₂物理吸附、XRD、TEM、SEM、H₂-TPR、XPS等）探索Ru-Mo/CMK-3催化剂的孔道结构、化学性质以及催化性能的影响及其原因。同时论文考察了不同反应温度、原料空速等条件对催化山梨醇氢解性能的影响。在473K-553 K温度范围内,C₂₊醇的产率随温度的升高而显著升高。低温导致山梨醇转化率低,而且还导致了中间含氧化合物的形成。高温有利于Ru-Mo（acac）/CMK-3催化剂上的C-O键的裂解和加氢活性,因此山梨醇最大可能转化为C₁-C₆烷烃。随着反应温度的进一步升高,C₂₊醇的含量逐渐降低。产品分布向低碳烷烃转移,从而形成了深度加氢脱氧,可能是由于Ru金属温度过高导致C-C键断裂加速所致。因此,适当的反应温度可以提高反应速率,促进氢解反应,使C₂₊醇最大。由此可见,适当的温度可以促进不完全脱水和氢化形成含氧化合物,导致气态产物的收率较低。因此,过高或过低的温度会降低催化剂的催化性能。当压力增大对C₂₊醇的生成有积极的影响,但是过高的H₂压力会增加金属活性位点H₂的浓度,有利于加氢反应,导致碳从水相转移到气相,导致C₂₊醇的产率急剧下降。此外,还考察了反应时间的影响。随着反应时间的延长,C₂₊醇的产率逐渐提高,但随着反应时间的继续延长,C₂₊醇的产率反而较低。由于较长的反应时间会导致山梨醇的过氢解,产物分布变为气态烷烃。CMK-3载体的支撑作用对山梨醇氢解成C₂₊醇的性能有显著影响,这可能是由于CMK-3其有序的介孔孔道和较大的孔径,有利于反应物的吸附/解吸以及中间化合物在山梨醇加氢脱氧反应中的扩散。另外,不同的Ru前驱体对催化性能有显著影响。在不同Ru前体存在的情况下,Ru-Mo（acac）/CMK-3催化剂可以极大地抑制C-C键和C-O键的过度断裂,使得气态烷烃的产率很低。通过在钌基催化剂中引入金属Mo,Ru-Mo（acac）/CMK-3催化剂可以进一步抑制深度加氢脱氧,C₂₊醇的产率大幅提高到。另一方面,它显示出较低的C₁-C₆烷烃的产量,这几乎可以忽略不计。说明Ru与Mo的协同作用非常重要,引入具有部分还原态（Mo O₃-x）的适当金属Mo,可以选择性地裂解C-O键,有效地将多个生物质衍生的氧合物转化为C₂₊醇。为了进一步深入了解生物质糖醇制备高级醇的水相催化剂研究的反应机理和催化机理,论文结尾对今后的研究工作进行了展望和建议。