石油是当今世界上用量最多、应用面最广的能源，然而，石油产品中硫的存在对人类的身体健康和生活环境的危害不容忽视。对石油炼制工业来说，对柴油进行超深度脱硫以获取清洁燃料的研究工作显得尤为重要。发展高性能加氢脱硫催化剂是实现清洁燃料油生产最可行和经济的技术路线，其中创制新型非硫化物高性能加氢脱硫催化剂是实现燃料油超深度脱硫技术创新的根本。

        近年来，金属间化合物作为加氢脱硫催化剂受到了广泛地关注，其中过渡金属硅化物由于其高抗硫性，已被证实在二苯并噻吩的加氢脱硫反应表现出良好的稳定性。然而，体相硅化物的表面积低限制了其催化活性。因此，开发了具有高比表面积的负载型过渡金属硅化物加氢脱硫催化剂具有重要的意义。 

图1. 微波辅助化学气相沉积法制备Ni2Si/C加氢脱硫催化剂

        近日，在梁长海教授指导下，张亮亮博士开发了一种绿色、可控的微波辅助化学气相沉积法，以Ni-MOF-74为镍源，二氯二甲基硅为硅源成功合成了Ni2Si/C催化新材料（如图1所示），并在含二苯并噻吩的模拟油品中探测了其超深度加氢脱硫性能。相关工作以Improving Hydrodesulfurization Performance of Sulfur-resistant Intermetallic Ni2Si Based on MOF-derived Route为题发表在Inorg.Chem.Front., 2021,8, 1122-1127，并以封面文章报道。 

        图2显示所制备的Ni2Si/C催化剂的比表面积高达168 m2/g, 其纳米粒子均匀分布，尺寸约为10 nm。XPS表征结果显示，Ni和Si之间的相互作用改变了Ni2Si/C中Ni原子的几何和电子结构。此外，与体相NiSi2催化剂相比，Ni2Si纳米粒子与碳载体之间存在莫特-肖特基电子转移效应，此效应提高了Ni2Si的电子密度，这有助于其催化加氢脱硫性能的提高。

图2.（a）Ni2Si/C的XRD 谱图, （b）Ni2Si/C的拉曼谱图, （c）Ni/C和Ni2Si/C的Ni 2p XPS谱图, （d）Ni2Si/C的Si 2p XPS谱图

        Ni2Si/C在催化二苯并噻吩加氢脱硫的反应中表现出优异的催化活性和高抗硫性能（图3）。在340 ℃的反应温度，3 MPa的氢气压力和接触时间为7.58 min 的优化条件下， Ni2Si/C催化DBT 的 HDS 转化率为 84.0%， 直接脱硫的选择性为78.2%。与体相镍基硅化物相比，以MOF材料为前体，具有高比表面积的Ni2Si/C催化剂拥有的更多活性位点。同时由于Ni和Si之间的相互作用，改变了Ni的表面电子结构，从而提高了催化剂对DBT的吸附能力。此外，莫特-肖特基电子转移效应提高了Ni2Si的电子密度，二者协同作用提高了催化剂对DBT的吸附作用，使Ni2Si/C的催化活性提高为体相NiSi2催化剂的1.62倍，同时保持对直接脱硫反应途径的高选择性。此外，该催化剂在120 h的稳定性测试中表现出优异的高耐硫性，主要归因于催化剂中Si的掺入对Ni的几何和电子结构的修饰作用以及碳载体对Ni2Si纳米粒子的锚定作用。

图3. （a）Ni2Si/C催化二苯并噻吩加氢脱硫随接触时间变化的产物分布图，（b）Ni2Si/C催化二苯并噻吩加氢脱硫的稳定性结果 

        综上所述，该工作开发了以MOF材料为前驱体，采用微波辅助化学气相沉积法制备具有高耐硫性能的硅化镍催化剂。该工作对开发其他高比表金属间化合物催化新材料也起到一定指导作用。