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生物质是唯一可再生的有机碳资源，是替代石油生产燃料和化学品的理想选择。因此发展生物质转化制燃料和化学品的新路线和新方法，是未来可持续能源体系发展的重要目标。然而，将富氧的生物质原料加氢脱氧转化为类石油基产品时都需要大量的贵金属催化剂，如铂、钯、钌等，这成为生物炼制大规模应用的一个重要瓶颈。因此，大幅度减少生物质原料转化过程中贵金属催化剂的使用量，并最终采用地球上丰富的“廉”金属元素完全替代贵金属成为该领域的重大挑战。
已有的研究结果表明，非贵金属具有优异的加氢特性，然而由于在液相催化过程中非贵金属极易团聚和流失，从而使催化剂很快失去催化反应活性。中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室李福伟“百人计划”项目团队在贵金属替代方面取得新进展。他们将非贵金属纳米钴包覆到酸性HZSM-5分子筛晶粒中，用于生物质平台化合物乙酰丙酸转化为戊酸酯（戊酸酯类产品非常适合作为汽油或柴油的添加剂，已经通过壳牌公司的250000公里路试，被誉为新一代的纤维素基运输燃料）。该反应过程在液相条件下进行，浸渍法负载的非贵金属流失严重。然而，将纳米钴包覆到分子筛晶粒中由于限域效应可抑制金属的团聚和流失，同时分子筛的孔道结构提供分子运输通道，使金属与反应物分子有效接触。在釜式反应器和固定床连续反应器中分别测试该催化剂的活性和稳定性，乙酰丙酸均可完全转化，产物选择性达90%以上，催化剂可稳定运行。该项研究为石油炼制及生物炼制领域的贵金属替代研究提供了行之有效的途径。该成果发表在ACS Catalysis (2014, 4 (11), 4136-4142)，并已申请中国发明专利。