Synergistic modulation of interface electronic structure by Mo-Ni bimetal for enhanced selective hydrogenation of naphthalene to tetrahydrofuran

四氢萘是重要的氢载体，在芳烃转化、能源利用等领域有着重要的价值，其来源主要是通过对萘的选择性加氢而来。萘选择性加氢制四氢萘的反应过程中，存在着氢活化能力与加氢深度难以协同调控的问题。基于此，本研究通过构筑Mo-Ni双金属协同结构，即通过调节界面电子结构强化氢气活化与芳环吸附的协同作用，实现氢供给能力与选择性控制的匹配。采用焙烧法制备了一系列MoO₃-NiO双金属催化剂，并在高压反应釜开展加氢反应研究。利用XRD、H₂-TPR、XPS、EPR及TEM等表征手段，结合动力学分析对催化剂结构演变及其反应机理进行了探讨。结果表明，在300 ℃、2.8 MPa氢压、120 min以及Mo/Ni=3∶1的条件下，催化剂表现出最佳性能，萘转化率达96.9%，四氢萘选择性高达93.1%；催化剂在历经六次循环后，仍保持在95.4%以上的高选择性。表征结果表明，反应过程中催化剂表面发生了部分还原，形成了由Ni⁰、Mo⁴⁺及氧缺陷共存的活性表面状态，其中，Ni⁰促进H₂解离生成活性氢，低价Mo物种及氧缺陷调控萘吸附并抑制连续氢化，两类位点协同作用实现对加氢深度的调控。动力学分析表明，萘加氢与四氢萘进一步加氢的速率常数分别为k₁=0.01773 min⁻¹和k₂=0.00142 min⁻¹（k₁/k₂≈12.5），说明两步反应存在显著速率差异，有利于四氢萘的选择性生成。本研究揭示了双金属界面电子结构对芳烃选择性加氢的调控作用，为双金属催化剂设计及芳烃选择性加氢的研究提供了理论依据。