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在室溫（20°C）下，RuPd/石墨烯（RGO）雙金屬催化劑上進行5-羥甲基糠醛（HMF）的水加氫。與相應的單金屬Ru/RGO和Pd/RGO催化劑相比，Pd和Ru的組合對于將HMF完全氫化為2,5-二羥甲基四氫呋喃（DHMTHF）具有最佳的催化性能。DHMTHF的收率在RuPd/RGO催化劑上達到92.9％，而在單金屬Ru/RGO和Pd/RGO催化劑上分別達到6.0％和4.1％。高分辨率TEM（HRTEM）、大角度環形暗場STEM（HAADF-STEM）和H₂-TPR確定了RuPd/RGO催化劑中RuPd合金的形成。XPS證明了Ru與Pd之間的強相互作用導致Ru^δ--Pd^δ+對的形成。DFT計算表明，電子反饋是從HMF的呋喃環和中間產物2,5-二羥甲基呋喃（DHMF）到Ru^δ--Pd^δ+對中缺乏電子的Pd^δ+物種。因此，RuPd/RGO催化劑將HMF加氫成DHMTHF的效率高是由于Ru^δ--Pd^δ+對與HMF分子之間的電子轉移環，即電子從Ru^δ-轉移至HMF的C=O和來自HMF的呋喃環中C=C鍵的電子反饋到Ru^δ--Pd^δ+對中缺電子的Pd^δ+物種。
 
Figure 1. 不同催化劑上HMF加氫制DHMTHF。

 
Figure 2. （a,c,e）單金屬2Pd/RGO催化劑和（b,d,f）1Ru1Pd/RGO催化劑的HRTEM和粒度分布直方圖。

 
Figure 3. RuPd/RGO催化劑中Ru/(Ru+Pd)質量比對DHMTHF和DHMF選擇性的影響。

 
Figure 4. HMF在（a）2Ru/RGO、（b）1Ru1Pd/RGO和（c）2Pd/RGO上的吸附和活化。

 
Figure 5. 反應時間對HMF加氫的影響：反應條件：0.3 g HMF，9.7 g水，20°C，1.0 MPa H₂，60 mg 1Ru1Pd/RGO催化劑。
 

Figure 6. HMF加氫催化劑的穩定性；反應條件：0.3 g HMF，9.7 g水，20°C，t = 8 h，1.0 MPa H₂，60 mg 1Ru1Pd/RGO催化劑。
       相關研究成果于2019年由山西大學Jingjing Tan課題組，發表在ACS Sustainable Chem. Eng.（DOI: 10.1021/acssuschemeng.9b01327）上。原文：Complete Aqueous Hydrogenation of 5?Hydroxymethylfurfural at Room Temperature over B