煤炭学报

作者：荆洁颖, 田涛, 张雨, 李文英,

关键词：稠环芳烃, 加氢饱和, 催化剂, 吸附活化, 电子结构, 载体改性,

作为煤焦油主要成分，稠环芳烃保留了煤中特有的多环结构，其加氢饱和产物环烷烃是高能量密度燃料的优质组分。然而，稠环芳烃自身结构的高稳定性、中间产物的空间位阻及竞争吸附阻碍了其吸附活化导致加氢饱和困难。系统分析了稠环芳烃加氢饱和反应特征，作为可逆放热反应，低温高压的反应条件有助于稠环芳烃加氢饱和，全氢产物具有较高的热力学选择性，但反应速率随着加氢程度的加深而降低。综述了催化剂中活性金属和载体的调控策略，活性金属与稠环芳烃间的吸附机制表明，适宜的缺电子结构有利于反应物的吸附活化，而活性金属的电子结构可通过金属载体间相互作用、掺杂其他原子促进电子迁移或晶格畸变及利用金属集团效应等方式调控。除了借助多孔结构充当活性金属的分散平台外，载体还能通过表面酸性、官能团功能化或缺陷工程等方式调控表面性质，实现反应物在载体表面富集与转化。总结发现，具有分散良好的缺电子活性金属和辅助反应物扩散吸附的载体的催化剂是稠环芳烃加氢饱和的关键。未来催化剂的设计研究应着重考虑以下3方面：煤焦油原料的复杂，反应中多组分稠环芳烃间的影响规律及针对影响规律的多功能催化剂的设计；溢流氢与载体表面上稠环芳烃的反应拓展了反应场所，L-H(Langmuir-Hinshelwood)机理无法直接应用导致催化加氢饱和途径和催化剂设计需重新审视；以及不同体系加氢饱和催化剂的失活机制与抗失活研究。

来源：2025年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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