木质素是一种可再生资源,可转化为高附加值化学品,其催化转化对替代化石资源与实现环境友好化学有重要意义。本文研究了纳米多孔钌对木质素单元模型化合物愈创木酚的加氢脱氧反应,并以该模型反应评估优化催化剂的制备过程。使用机械合金化法制备了纳米多孔钌催化剂,在不同反应条件下催化愈创木酚加氢脱氧,发现水溶液中高温低压(180°C,1 MPa)条件有利于其转化反应。将机械合金化法与传统熔炼法共同比较,发现机械合金化法制备的催化剂活性较高。表征结果显示:机械合金化法制备出的合金是非晶态的,主要金属晶面为Ru(100)和Ru(101)而熔炼法主要晶面为Ru(002),相应的催化剂之间也存在差异。通过DFT计算得到Ru各晶面上愈创木酚的吸附能两种反应路径的能量,发现Ru(100)和Ru(101)愈创木酚容易转化为苯酚,利于环己醇生成;而Ru(002)上更容易生成稳定的2-甲氧基环己醇。催化剂的活性还受到合金组分之间电子转移作用的影响,合金组分Ru和Al之间的相互作用越强,相应催化剂的活性也就越高。用机械合金化法实现了Nb改性纳米多孔钌,改性后的催化剂对愈创木酚加氢脱氧性能提升。优化了催化剂的改性条件:在Nb的添加量8.3 wt.%,硬脂酸添加量3 wt.%,室温静置不进行热处理条件下500 rpm合金化制备的催化剂性能最好,180°C、氢气压力1 MPa条件下40 min环己醇收率可达78.2%。改性后的催化剂孔径大小变化不大(10nm),Nb的添加促进了非晶化过程,使得组分之间融合程度提高,Nb也改变了催化剂的酸中心,使得弱酸中心含量提高,强酸中心减少。Nb作为一种固体酸,使得Ru和Al都失去电子,这也可能促进催化剂与底物分子间的相互作用。