乙酰丙酸（Levulinic acid,简写LA）是一种可再生的平台化合物,可由非粮食植物中储量最丰富的纤维素经深度水解获得。LA的氢化产品γ-戊内酯（gamma-valerolactone,简写GVL）是一种绿色生物燃料,也可作为高级溶剂或合成精细化学品的中间产物,因此有关LA合成GVL的研究受到国内外学者广泛关注。由于LA酸性较强,Cu、Ni等催化剂中金属活性组分容易析出;金属析出导致催化剂失活、产物被污染。本文首次采用贵金属Ag来调控催化剂中的Cu组分,从而抑制其析出。首先合成了CuAg/Al₂O₃催化剂,并采用XPS、H₂-TPR、ICP-OES、TEM（HRTEM）、STEM-EDS和XRD等表征方法分析了催化剂的几何结构和化学性质,接着在180℃和1.4MPa H₂的温和反应条件下考察了CuAg/Al₂O₃催化剂在LA加氢制备GVL反应中的性能,最后详细研究了Cu/Al₂O₃催化剂金属析出特性和CuAg/Al₂O₃催化剂中Ag抑制Cu析出的作用机理。研究得到如下结论:XPS表征结果表明,在空气中焙烧后的CuAg/Al₂O₃催化剂中,Cu主要为Cu²⁺,而在180℃和1.4MPa H₂条件下反应后的催化剂中,Cu转化为Cu⁰金属态,即催化剂发生了原位还原。不同Cu或/Ag催化剂的H₂-TPR分析表明Ag组分可以降低γ-Al₂O₃表面上CuO的还原温度。TEM（HRTEM）和STEM-EDS结果表明,CuAg/Al₂O₃催化剂在原位还原过程中Cu和Ag自组装成Cu-Ag双金属纳米粒子,该粒子以团簇形式分布在γ-Al₂O₃表面。XRD分析结果表明Cu和Ag的掺杂与强相互作用导致了晶体的非晶化。这些表征结果说明载体表面的Cu和Ag之间存在强烈的几何效应和电子效应。此外,通过对比发现,在H₂/Ar混合气中还原的催化剂比在反应溶剂中原位还原的催化剂烧结得更严重,说明原位还原能够缓解烧结作用。采用CuAg/Al₂O₃催化LA加氢反应的实验结果表明:以四氢呋喃（THF）为溶剂,在180℃和1.4MPa H₂的温和的反应条件下,CuAg/Al₂O₃催化剂无需还原预处理即可将LA完全转化,GVL收率接近于100%,且Cu组分不析出,催化剂经过九次循环反应不失活。而不经还原预处理的Cu/Al₂O₃几乎没有催化活性;Ag/Al₂O₃有一定催化活性,但效果明显低于CuAg/Al₂O₃。可见Ag与Cu的协同作用实现了催化剂的原位还原、抑制了Cu析出,使LA合成GVL反应在较低温度和压力的温和条件下高效转化。氧化态的Cu能与LA结合形成可溶性羧酸铜络合物,而金属态的Cu不与LA反应,所以抑制Cu析出的关键是控制Cu在金属态。然而,负载在γ-Al₂O₃表面上的Cu即便在反应前经高温还原,在180℃和1.4MPa H₂反应时金属Cu也会转化成氧化态,进而被析出。而在CuAg/Al₂O₃催化剂中,在Ag的促进下Cu析出量大大降低,甚至得到完全遏制。结合实验与表征得出CuAg/Al₂O₃催化剂中Ag抑制Cu析出的机理是:Ag增加了Cu的电子云密度,从而使γ-Al₂O₃表面的Cu保持在金属态,不被析出。