脂肪醇是现代工业中重要的化工原料,广泛应用于美妆、日化、农药和精细化工行业中,被誉为工业明珠。它们主要来源于动物油、植物油或其衍生物,通过高压加氢反应制得。然而,工业上常用的Cu-Cr基催化剂在使用过程中存在铬流失的问题,不仅会导致催化剂失活,还会造成环境污染。因此,目前的研究重点已转向高选择性非均相无铬酯加氢催化剂的设计制备。本研究借鉴合成α-FeOOH过程中产生的绿锈(由Fe2+、Fe3+和组成的具有类水滑石结构的氢氧化物层),采用沉积沉淀法将Cu物种负载在α-FeOOH上,制备出一种高活性、免焙烧的油酯加氢催化剂。通过XRD、XPS和TEM等测试对催化剂的表面结构和理化性质进行表征,探究Cu和Fe之间的协同促进作用对棕榈酸甲酯加氢制脂肪醇催化性能的影响。研究结果表明,在原位还原条件下,Fe物种由α-FeOOH转化为Fe3O4,Cu物种由Cu2(OH)2CO3转化为Cu0。经过条件优化,在反应温度为300℃,反应压力为10MPaH2,反应时间为2h时,10Cu-G催化剂对棕榈酸甲酯的转化率达到了99%以上,对十六醇的选择性接近100%。结合表征结果、活性测试结果及反应过程中反应器内的温度和压力变化情况,提出如下反应机制:催化剂表面高分散的Cu0物种和Fe3O4表面丰富的Lewis酸位点协同参与了H2活化解离和棕榈酸甲酯的活化与转化反应,H2在Cu0上解离成活泼H·,棕榈酸甲酯的C=O键在Fe3O4表面的Lewis酸位点活化,生成的H·攻击活化后的C=O键,同时促进棕榈酸甲酯的解离生成十六醇,被O原子占据的Lewis酸位点与H2发生反应,实现Lewis酸位点的再生。本研究为无Cr酯加氢催化剂的设计开发提供了新的思路。