5-羟甲基糠醛是一种重要的生物质基平台化合物,含有C=O键、C-O键和呋喃环,通过加氢可以获得多种燃料以及化学品。其中5-羟甲基糠醛通过加氢氢解可以获得2,5-二甲基呋喃以及2,5-二甲基四氢呋喃。由于较高的能量密度以及辛烷值,二者是很有前景的替代燃料。另外,5-羟甲基糠醛也可以通过加氢获得有价值的聚合物前体如2,5-二羟甲基呋喃以及2,5-二羟甲基四氢呋喃。因此研究5-羟甲基糠醛的选择性加氢具有重要意义。在这项工作中,通过水热法制备了水热碳(HC),并将其用作Ni基催化剂的载体。水热碳具有大的比表面积,并且还包含一些含氧官能团以促进Ni的分散和锚固。通过调节Ni纳米粒子的大小,可以调节2,5-二羟甲基呋喃(DHMF),2,5-二甲基四氢呋喃(DMTHF)和2,5-二甲基呋喃(DMF)的选择性。通过适当调节反应条件,可以高收率获得DMF或DHMF。5%-Ni/HC和10%-Ni/HC是达到此目的的最佳催化剂,DMF+DMTHF的收率最高为94.6%,DHMF的选择性最高为94%。此外,表征表明Ni和Ni O都存在于催化剂的表面上。推测Ni和Ni O之间的协同作用也可以促进HMF选择性氢解为DMF和DMTHF。基于前面的实验结果,发现Ni基催化剂虽然能够得到2,5-二甲呋喃,但是反应的条件比较苛刻,设计了双金属催化剂Ni Al/HC,由于引入Al作为助剂,通过对表面位点及反应条件的调控,实现了2,5-二羟甲基四氢呋喃96.3%,2,5-二甲基四氢呋喃89.3%的收率。该工作阐明了金属-酸位点的平衡对C=O/C-O氢解反应的重要性。