脂肪酸酯选择性加氢脱氧（HDO）催化剂的开发是在温和条件下生产柴油烷烃的关键。基于此，中国林业科学研究院林产化学工业研究所蒋剑春院士和徐俊明研究员（共同通讯作者）等人报道了一种稳定高效的HDO催化剂（Pd@Al_x-mSiO₂），其由内部均匀分散的金属钯（Pd）核和外部掺杂铝（Al）原子的介孔二氧化硅（mSiO₂）壳组成。

作者以棕榈酸甲酯为模型化合物，在260 ^oC和3.0 MPa H₂反应条件下，Al改性Pd@mSiO₂催化剂（Pd@Al₃-mSiO₂）表现出更高的催化性能，其在柴油范围烷烃的转化率为98%、选择性为99%，而Pd@mSiO₂和传统Pd/γ-Al₂O₃催化剂的转化率仅分别为35%和70%。

此外，当使用诸如大豆和棕榈油之类的植物油作为原料时，在温和的条件下可以获得高产率的柴油系烷烃（>80 wt%）。在Pd@Al₃-mSiO₂催化剂的催化下，HDO反应途径比脱羰途径更占优势，从而减少了碳原子的损失。

通过详细的表征（²⁷Al NMR、NH₃-TPD和原位Py-FTIR）表明，Al原子的掺入不仅带来Lewis酸位点，还通过形成Si-OH-Al键带来Brønsted酸位点。金属Pd、Lewis-和Brønsted酸位点之间的协同作用是其在温和条件下具有高HDO活性的原因。同时，核-壳结构使脂肪醛中间体优先吸附在SiO₂外壳的Al原子上，避免与金属Pd直接接触，从而在一定程度上抑制了C-C键的断裂。

另外，由于SiO₂外壳的保护作用，抑制了金属Pd的浸出和团聚，合成的Pd@Al₃-mSiO₂催化剂表现出良好的稳定性，在五次循环中有轻微损失（转化率从98%降至90%）。该研究为核-壳型催化剂在脂肪酸酯加氢反应中的应用提供了范例。

Al-modified Pd@mSiO₂ core-shell catalysts for the selective hydrodeoxygenation of fatty acid esters: Influence of catalyst structure and Al atoms incorporation. Appl. Catal. B Environ., 2022, DOI: 10.1016/j.apcatb.2022.121068.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121068.