動植物油脂加氫脫氧貴金屬系催化劑的研究進展

龔紹峰，龔建議，雷穩強，肖新生

(1.湖南科技學院 化學與生物工程學院，湖南 永州 425199； 2.中國石化催化劑有限公司，北京 100029)

隨著經濟的發展，人們對燃料和化工品的需求不斷增大，而傳統的化石資源生產路線帶來的環境問題，引發了世界范圍內人們對可再生資源開發利用的關注，尤其是將可再生的生物質資源轉化為綠色液態燃料或高附加值的化工產品[1-4]。在諸多可再生資源中，動植物油脂具有能量密度高、結構類似于石油基燃料、加工工藝路線簡單等優勢，將其轉化為液體燃料(如柴油、航空煤油、潤滑油)和化學品(如α-烯烴、脂肪酸、脂肪醇等)，無論從技術上還是經濟上有著比其他種類生物質更佳的可行性[3, 5- 6]。迄今為止，動植物油脂轉化路線主要有3種：酯交換反應轉化為脂肪酸甲酯，裂化反應轉化為短鏈烴類，加氫脫氧轉化為長鏈烴類(見圖1)[4]。其中在生物基燃料升級的背景下，加氫脫氧路線近年來受到廣泛的關注。通過加氫脫氧，動植物油脂可以完全轉化為可以替代化石資源的碳氫化合物，相對于其他2種路線，加氫脫氧路線由于經濟性更高、更加綠色環保以及可以利用現有的石化加氫裝置等優點，具有更廣闊的應用前景[3- 4, 7]。圍繞著動植物油脂的加氫脫氧，科研工作者進行了大量的研究，分別開發了金屬硫化物催化劑、貴金屬催化劑、鎳催化劑和金屬磷化物/氮化物催化劑等。其中貴金屬催化劑由于其高活性、水熱穩定性優異、兼具脫氧和異構雙功能以及無污染物產生等優點，在動植物油脂加氫脫氧處理領域有著廣闊的應用前景。

圖1 甘油三酯類化合物主要轉化路線

近年來，科研工作者圍繞動植物油脂加氫脫氧進行了一些研究[7-9]，但大部分主要集中在原料、反應條件、過渡金屬硫化物催化劑等方面，對于貴金屬系催化劑及其反應機制、催化劑失活的研究不夠深入。由于天然的動植物油脂成分復雜，許多研究工作者以脂肪酸如棕櫚酸(十六烷酸)、硬脂酸(十八烷酸)和油酸(順-9-十八碳烯酸)及其酯類作為模型化合物，研究了不同催化劑催化加氫脫氧性能。模型化合物的研究可以排除許多干擾因素，對比較各類催化劑的催化性能、理解反應動力學和反應機制方面都具有十分重要的意義。另一方面，動植物油脂加氫脫氧后的產物主要為C15～C18的直鏈正構烷烴，這些直鏈烷烴的低溫流動性能較差，往往需要進一步異構化來改善其低溫流動性能，一個高效的方法是采用同一個催化劑一步實現加氫脫氧和異構雙重功能。因此，本文對近年來采用貴金屬催化劑催化動植物油脂及相關模型化合物加氫脫氧，一步法實現加氫脫氧和異構雙重功能及催化劑失活等方面的相關研究進展進行綜述，以供參考。

1 加氫脫氧路線及氫耗

科研工作者們[2, 10-11]在不同的催化劑體系上研究了動植物油脂的加氫脫氧機制。普遍認為有3種脫氧路線(見圖2)：①脫羰反應(Decarbonylation，DCO)，消耗2 mol H2，生成烷烴鏈上減少一個碳原子的烷烴、H2O和CO；②脫羧反應(Decarboxylation，DCO2)：消耗1 mol H2，生成烷烴鏈上減少一個碳原子的烷烴和CO2；③加氫脫氧反應(HDO)：消耗4 mol H2，生成烷烴鏈上碳原子數不變的烷烴和H2O。其中DCO和DCO2反應生成的產物CO、CO2和H2O可能會進一步發生水煤氣變換(方程1)及甲烷化(方程2和3)等副反應[12]。不同的反應機制對液體產物的收率及氫耗影響很大，從而影響該反應的經濟性。從上述反應機制可以發現，HDO路線的液體產物質量收率最高(烷烴鏈上碳原子數不變)；雖然DCO和DCO2路線的氫耗低于HDO路線，但是如果生成CO和CO2，進一步發生甲烷化副反應(CO轉化為CH4消耗3 mol H2；CO2轉化為CH4消耗4 mol H2)，DCO和DCO2路線的氫耗都達到5 mol，反而比HDO路線的4 mol更高，因此HDO路線不論在氫耗還是液體產物收率上都比DCO和DCO2路線更加經濟。

圖2 甘油三酯類化合物加氫脫氧路線

CO2+H2=CO+H2O

(1)

CO2+4H2=CH4+2H2O

(2)

CO+3H2=CH4+H2O

(3)

2 動植物油脂加氫脫氧貴金屬系催化劑

2.1 加氫脫氧機制

負載型貴金屬催化劑與催化性能之間的構效關系近年來得到了廣泛的研究，普遍認為催化劑的高加氫活性與其氫解離能力和氫溢出效應相關：金屬活性位點活化氫氣，而載體和金屬-載體界面則將活化的氫轉移到反應底物[10]。負載型貴金屬催化劑上脂肪酸的加氫脫氧也有類似的金屬和載體之間的協同效應(見圖3)[11-13]。在脂肪酸的加氫脫氧過程中，氫氣解離吸附在金屬顆粒表面形成活化氫，而含氧底物則被吸附在金屬位點或載體的氧空位上并活化(極性分子，例如含有羰基的分子，容易通過含氧官能團與載體之間發生相互作用[11,14])。隨后，解離的氫從金屬活性位點轉移到被吸附且活化的含氧底物上，導致C—O的斷裂并伴隨著水的形成。

圖3 負載型貴金屬催化劑上加氫脫氧機制

Chen等[15]研究了Pt/SAPO-11催化劑上油酸甲酯的加氫轉化并提出了可能的反應機制(見圖4)。首先是不飽和的油酸甲酯快速加氫生成飽和的硬脂酸甲酯。然后，硬脂酸甲酯在Pt活性位點上發生氫解反應生成硬脂酸。接下來，硬脂酸通過3種途徑進行脫氧：HDO路徑生成的十八醇，DCO路徑生成的十七醇，以及DCO2路徑生成正十七烷。HDO路徑生成的十八醇和DCO路徑生成的十七醇進一步加氫分別生成正十八烷和正十七烷。最后，正十七烷和正十八烷發生異構化反應生成帶支鏈的異構烷烴。Bie等[13]在研究Rh/ZrO2催化劑上棕櫚酸甲酯的加氫脫氧時也提出了類似的反應機制。不過Bie等[13]認為棕櫚酸加氫過程中先生成十六醛中間體，十六醛再經過連續加氫和脫羰基分別生成正十六烷和正十五烷。

注：R1.C17H33；R.C17H35圖4 Pt/SAPO-11催化劑上油酸甲酯加氫轉化反應機制

2.2 單活性金屬

Pt、Pd、Ru、Rh等負載型貴金屬催化劑在多種反應中都有著廣泛的應用，其中最重要的是加氫反應，包括含氧化合物的選擇性加氫和碳氫化合物的異構化、環化、加氫裂化等。負載型貴金屬催化劑由于具有較高的H2活化能力，且不易因水失活，在動植物油脂加氫處理領域引起了廣泛的研究興趣。早期，研究者在無氫或低氫壓條件下，研究了一系列金屬(Pd、Pt、Ru、Ir、Rh、Os、Ni 和 NiMo)和載體(活性炭、SiO2、Al2O3、MgO 和 Cr2O3)的脂肪酸脫氧性能[16-22]，結果發現不同金屬的脫氧活性依次為Pd>Pt>Ni>Rh>Ir>Ru>Os，這些催化劑上的脫氧路線主要是 DCO 和 DCO2，生成比原始脂肪酸少一個碳原子數的碳氫化合物?；钚蕴控撦d的Pd/C和Pt/C催化劑顯示出了極高的硬脂酸脫氧活性和十七烷選擇性，但兩種催化劑上的反應路線不同，Pd/C催化劑以DCO2為主，而Pt/C催化劑以DCO為主。

近年來，Lopez-Ruiz等[23]研究了無氫條件下碳負載Pt納米顆粒催化劑上庚酸的加氫脫氧反應，結果發現在液相和氣相操作條件下，主要反應路線都為DCO路線。在氣相條件下，可得到高選擇性的α-烯烴產物，但是升高反應壓力α-烯烴會異構化生成內烯烴；在液相條件下，產物則主要是內烯烴，這主要是由于液相反應中脫羰生成α-烯烴傳質較慢，進一步發生雙鍵異構生成了內烯烴。反應后催化劑上Pt的平均粒徑從1.9 nm增大到2.3 nm，說明反應過程中發生Pt燒結現象，但并不嚴重。雖然對廢催化劑進行了再生研究，但未能恢復催化劑的活性。Ahmadi等[24]研究了不同載體(分子篩SAPO-34、DNL-6、RHO和水滑石)負載的Pt催化劑上油酸的加氫脫氧，結果發現各催化劑都顯示了較高的催化脫氧活性，主要脫氧路線都是DCO2路線。其中Pt/SAPO-34催化劑顯示出了最高的十七烷和十二烷基苯選擇性，作者認為主要歸結于SAPO-34的強酸性和小孔徑，大量的強酸中心有利于脫氧反應發生，而小孔徑則限制了脫羧生成的直鏈烷烴進一步發生異構化反應。同時，發現升高反應溫度可以進一步提高DCO2反應的選擇性。以硝酸四氨合鉑(Ⅱ)為前驅體制備的催化劑具有最好的Pt分散性和脫氧活性。Kon等[25]研究了不同載體(Nb2O5、ZrO2、CeO2、MgO、Al2O3、SiO2、TiO2、BEA和MFI)負載的Pt催化劑上脂肪酸和甘油三酯的加氫脫氧，結果發現Pt/Nb2O5催化劑具有最高的催化加氫脫氧活性，在壓力0.8 MPa和溫度180～250℃下可以實現脂肪酸和甘油三酯的有效加氫脫氧，得到收率高達88%～100%的與原料碳原子數相同的直鏈烷烴。原位紅外光譜研究發現，Nb陽離子與羰基氧之間存在Lewis酸堿相互作用，作者認為Nb2O5載體與活性金屬Pt之間產生的強相互作用導致了其高的催化加氫脫氧活性。該研究發現，Pt/Nb2O5催化劑上的脫氧路線幾乎都是HDO路線，而其他催化劑上的脫氧路線則以DCO/DCO2路線為主，但作者并未詳細討論載體對脫氧路線的影響。Shao等[26]采用溶膠-凝膠法制備了系列Nb2O5-SiO2載體，研究了Pd/Nb2O5-SiO2催化劑上棕櫚酸和甘油三酯的加氫脫氧，結果發現Nb2O5的添加有利于促進C—O斷裂和抑制C—C斷裂，從而大幅提高催化劑的催化加氫脫氧活性和HDO脫氧路線的選擇性。4%Pd/10%Nb2O5-SiO2催化劑具有良好的催化脫氧活性和穩定性，在170℃和2.5 MPa反應條件下可得到收率高達94%的直鏈烷烴，連續運行150 h未發現催化劑失活。Zhou等[27]研究了Pt/Al2O3和Rh/Al2O3催化劑上微藻油的加氫脫氧，結果發現兩種催化劑上加氫脫氧路線幾乎不受溫度、壓力和氫油比等反應條件影響，主要為DCO/DCO2路線。兩種催化劑，尤其是Rh/Al2O3催化劑上發生了明顯的甲烷化反應，生成了大量的CH4。Pt/Al2O3催化劑比Rh/Al2O3具有更高的催化脫氧活性，在310℃和3.45 MPa時，烴類產物收率可達到76.5%。He等[28]研究了一系列負載型Ru催化劑上脂肪酸酯的加氫脫氧，結果發現Ru/TiO2催化劑在相對溫和條件下(200℃，3 MPa)實現了硬脂酸乙酯的高效脫氧，并且十七烷和十八烷的選擇性高達99.9%。相同條件下，Ru/SiO2、Ru/Al2O3和Pd/TiO2等催化劑的活性較低(轉化率<6%)，作者把Ru/TiO2的高活性歸結于Ru和TiO2之間的協同效應。脂肪酸酯的酯基能吸附在TiO2表面，然后與Ru納米顆粒上的解離氫發生反應實現脫氧。Ali等[29]研究了水相中負載型Ru催化劑上微藻油的加氫脫氧，結果發現以高親水性介孔碳材料為載體的Ru/C催化劑在較低溫度(140℃)下也能實現微藻油的高效脫氧，催化劑循環使用8次未發現明顯失活，具有良好的活性穩定性。然而反應路線以DCO為主，產物主要為正十七烷。Bie等[13]采用間歇式反應器研究了Rh/ZrO2催化劑上棕櫚酸甲酯的加氫脫氧，結果發現在溫度270℃、H2壓力8 MPa、時間60 min條件下可以實現棕櫚酸甲酯的高效脫氧，反應路線以DCO/DCO2為主，產物主要為正十五烷。Mao等[30]采用催化轉移加氫和水相重整技術研究了不同溶劑體系里Pd/C催化劑上三油酸甘油酯的水熱加氫脫氧，結果發現不同溶劑體系下，反應路線都以DCO/DCO2為主。以90%十氫萘+10%水為溶劑時，類柴油烷烴(C17+C18)收率高達71.91%。溶劑的種類對產物分布有著很大的影響，可能主要是因為溶劑生成的原位氫比水相重整生成的原位氫更具活性。從上述研究可以發現：一方面Pt/Nb2O5[25]、Pd/Nb2O5-SiO2[26]、Ru/TiO2[28]和Ru/C[29]等催化劑顯示了極高的低溫脫氧活性，然而這些催化劑上的貴金屬含量仍然較高，高昂的催化劑成本對其工業化應用會產生極大的限制。因此，接下來需要進一步提高催化劑的活性和穩定性并降低催化劑上貴金屬的含量。另一方面載體和貴金屬種類以及載體與活性金屬之間的搭配對脫氧路線都有著極大的影響。因此，在催化劑的性質和結構對反應機制、反應路徑的影響方面需要進一步深入研究。

2.3 多活性金屬

金屬的特性往往會因為加入其他金屬形成合金而改變，從而對化學吸附的強度，催化劑反應活性、穩定性和選擇性等產生影響[31]。通過在貴金屬中加入其他廉價的活性金屬產生協同效應一方面可以進一步提高催化劑的活性和穩定性，另一方面可以降低貴金屬的含量，從而降低催化劑的成本。Bhattacharjee等[32]研究了介孔泡沫硅(MCF)負載Fe-Pd-Ni三金屬催化劑上油酸的加氫脫氧，結果發現提高CO2分壓和采用MCF為載體都有助于提高HDO反應路線的選擇性。在優化條件(反應溫度278℃，反應時間4 h，CO2分壓2 MPa，H2分壓4 MPa)下，采用Fe-Pd-Ni/MCF催化劑，十八烷收率可達93%。作者認為這主要歸結于兩個方面：一是MCF載體的三維籠狀結構和較大的孔隙率可以提高金屬分散度和減少反應的擴散阻力；二是Fe納米顆粒表面形成的Pd-Ni合金吸附并解離H2，然后H溢流到Fe納米顆粒上提高催化劑的活性以及HDO路線的選擇性。Domínguez-Barroso等[33]在無外加氫氣和亞臨界水條件下，以Pt-Ni/Al2O3和Pd/C為組合催化劑，研究了葵花籽油的加氫脫氧，結果發現首先是甘油三酯水解生成脂肪酸和甘油，然后甘油發生水相重整生成H2和CO2，最后脂肪酸與生成的H2發生加氫脫氧生成類柴油烴類產物。在亞臨界水條件下，Pt-Ni/Al2O3催化劑促進了甘油的重整和脂肪酸的加氫脫氧，Pt-Ni/Al2O3和Pd/C催化劑的組合使得脂肪酸進一步脫羧形成C17烷烴。Kon等[34]制備了多種貴金屬(Pt、Pd、Rh、Ru)和MoOx共負載在TiO2載體上的催化劑，并研究了其催化加氫脫氧性能，結果發現PtMoOx/TiO2催化劑顯示出最高的催化加氫脫氧活性，并且其脫氧路線完全為HDO路線。原位紅外光譜研究表明，PtMoOx/TiO2催化劑的高活性歸結于Pt與MoOx/TiO2載體上的Lewis酸中心的協同作用。Zharova 等[35]研究了PtSn/Al2O3催化劑上菜籽油的加氫脫氧，結果發現在420℃時，催化劑可以實現菜籽油的100%轉化，且HDO反應路線的選擇性接近95%。作者認為高轉化率與Sn氧化物上的氧空位對羧酸基團的吸附和活化相關，而高HDO選擇性則可能是由于催化劑表面的PtSn3±δ金屬互化物對H2分子的吸附和活化所致。Murata等[36]研究了不同Re負載量的PtRe/HZSM-5催化劑上的麻瘋樹籽油的加氫脫氧，結果發現Re的加入大大提高了催化劑的催化脫氧活性。在高質量空速(10 h-1)下，雙金屬PtRe/HZSM-5(Re/Al物質的量比值0.8)催化劑上C15～C18烷烴產率可達到67%，而單金屬Pt/HZSM-5 催化劑上C15～C18烷烴產率僅為2.3%。此外，PtRe/HZSM-5催化劑上的反應路線以HDO為主。

2.4 一步法實現加氫脫氧和臨氫異構

動植物油脂經過加氫脫氧生成的產物主要為碳原子數為15～18的直鏈正構烷烴，這些烷烴產物雖然具有高的十六烷值(約為100)，但低溫流動性能卻很差，因而限制了其應用。進一步將直鏈烷烴異構化生成支鏈異構體可以有效改善其低溫流動性能[37]。Neste Oil公司工業化了這種兩段分開的加氫工藝：動植物油脂先加氫脫氧生成正構烷烴，正構烷烴再臨氫異構化生成支鏈異構體。然而，這種兩段加氫工藝勢必會增加投資成本和降低工藝效率，如果能夠一步實現加氫脫氧和臨氫異構雙重功能，將具有更大的吸引力。近年來，一步法將動植物油脂加氫脫氧處理制備異構烷烴得到了廣泛研究。

直鏈烷烴異構化通常由具有金屬和酸雙功能的催化劑催化。金屬功能通常為Pt、Pd、Ni等具有較強氫活化能力的金屬提供，而酸功能則由Al2O3、SiO2-Al2O3、分子篩等酸性載體提供。為了改善動植物油脂加氫脫氧產物的低溫流動性，早期的研究采用了ZSM-5[38]、SiO2-Al2O3[39]、HY[40]等作為催化劑載體，由此得到的催化劑雖然可以獲得一定的異構烷烴收率，但是由于酸性太強，長鏈異構烷烴進一步發生嚴重裂化副反應，生成中短鏈的烴類產物(C1～C14)，大幅降低了液體產物的收率。隨后，研究興趣逐漸轉移到具有中等酸性和一維十元環孔道結構的SAPO-31、SAPO-11、ZSM-22等分子篩載體。這些載體材料除了其中等酸性強度可以抑制裂化反應外，還擁有一維十元環孔道結構，這種孔道結構在長鏈烷烴異構化反應過程中可以通過其形狀選擇性在孔道內有效限制多支鏈異構體的生成，從而進一步抑制裂化反應的發生(多支鏈異構體更容易發生裂化反應)。Kikhtyanin等[41]研究了Pd/SAPO-31催化劑上葵花籽油的加氫轉化，結果發現在較高反應溫度和較低空速條件下可以獲得較高的異/正烷烴比值(2～16)，但該條件下裂化反應也很嚴重(9.3%～72.1%)。催化劑的高裂化活性可能歸結于其加氫/酸功能不平衡。如果載體的酸功能遠強于金屬的加氫功能，碳正離子中間體將發生裂解而不是骨架異構化。Chen等[15]研究了Pt/SAPO-11催化劑上麻瘋樹籽油的加氫轉化，結果發現Pt/SAPO-11催化劑具有極高的加氫脫氧和異構化活性，其中Si/Al物質的量比值為0.4，Pt含量為3%的樣品性能最佳，iso-C15～18的收率高達83%。Pt/SAPO-11催化劑上的加氫脫氧路線以DCO路線為主，C17/C18比值為1.1～1.2。Chen等[42]研究了PtSn/SAPO-11催化劑上棕櫚酸甲酯的加氫脫氧，結果發現PtSn/SAPO-11催化劑的活性優于Pt/SAPO-11催化劑。與單金屬Pt催化劑不同，雙金屬PtSn催化劑上加氫脫氧路線以HDO路線為主，產物主要為C16烴類。Sn/Pt的原子比值為2時，催化劑具有最佳的加氫脫氧和異構化性能。作者將高加氫脫氧和異構化活性歸結于Pt-Sn合金的形成，而加氫脫氧途徑的改變則歸結于催化劑上SnO2-x的出現。Smirnova等[43-44]研究了一系列Pt/SAPO-31催化劑上葵花籽油的加氫處理，結果發現Pt/SAPO-31催化劑具有極高的異構化活性，異構烷烴收率高達75%。長期試驗中發現450℃煅燒的催化劑樣品在連續運行45 h后未發現失活現象，具有較高的活性穩定性。這可能是由于Pt具有較高的加氫功能，與載體SAPO-31的酸性達到一個較好的平衡。Chen等[45]研究了一系列核殼結構的Pt/ZSM-22@SiO2催化劑上棕櫚酸甲酯的加氫脫氧，結果發現SiO2殼層可以有效覆蓋ZSM-22分子篩外部酸性位點，從而顯著提高單支鏈異構產物的收率，獲得高十六烷值的液體產物。但是隨著SiO2殼層厚度的增加，催化劑的脫氧活性和異構化選擇性逐漸降低。這可能與SiO2包覆一方面會致使Pt顆粒暴露出Pt(100)面比Pt(111)面更多，另一方面會使催化劑的Brφnsted酸中心數量減少有關。而降低催化劑核層ZSM-22的SiO2/Al2O3比可以提高催化劑的催化性能。SiO2/Al2O3比越低，催化劑上的Pt顆粒越小，暴露出的Pt(111)角位越多。

從上述研究可以發現，通過加氫脫氧和臨氫異構化反應可以得到高異/正構比例的液體產物，然而這些研究中并沒有給出液體產物的低溫流動性能。圖5比較了碳原子數為12～20的相同碳原子數的正構烷烴、2-甲基異構烷烴和5-甲基異構烷烴的凝固點。由圖5可以發現，即使是將直鏈烷烴異構成為單支鏈的5-甲基異構烷烴，凝固點也可以下降44℃以上，使液體產物的低溫流動性得到大幅改善。

注：ΔT為正構烷烴異構化生成5-甲基異構烷烴的凝固點差圖5 不同碳原子數正構烷烴及其異構體的凝固點

2.5 催化劑失活

貴金屬催化劑失活的主要原因通常有中毒、結焦和金屬燒結[46]。由于甘油三酯類化合物通常含有不飽和鍵，且加氫脫氧的溫度相對較高，反應過程中可能易發生結焦現象。Zhou等[27]在研究微藻油加氫脫氧過程中發現，硫化NiMo/Al2O3催化劑上焦炭的生成量隨時間的延長而逐漸增加，然而，Pt/Al2O3或Rh/Al2O3催化劑上只發現極少量的結焦。這可能主要是因為貴金屬催化劑具有高氫解離能力，可以通過使焦炭前體物發生加氫反應來抑制焦炭的生成。與結焦相比，金屬燒結是貴金屬催化劑更常見的失活原因。研究表明，當還原溫度高于400℃時，貴金屬會發生燒結[23]。另外，甘油三酯類化合物加氫脫氧過程中生成大量的水則會顯著提高燒結速率。Jeong等[47]研究了Pt/Al2O3催化劑上棕櫚油的加氫脫氧，結果發現Pt/Al2O3催化劑雖然具有較好的催化活性，但在運行36 h后催化劑活性明顯降低。作者認為是因為催化劑上的Pt顆粒的燒結和炭沉積引起Pt活性中心減少所致。He等[28]在研究Ru/TiO2催化劑催化脂肪酸酯的加氫脫氧時發現了Ru的流失，導致催化劑出現小幅的失活。其他研究也報道了貴金屬催化劑的這種失活[23, 41]。為了防止貴金屬燒結和流失，可以通過添加其他金屬物種形成合金或采用合適的金屬氧化物載體來穩定貴金屬。但是，貴金屬催化劑也容易受硫、氮和磷化物影響而中毒。據報道毫克每千克水平的硫和氮就可以使單貴金屬催化劑中毒，但也可以通過添加第二金屬組分來提高催化劑對這些毒物的耐受性[10, 48]。

3 結 語

迄今為止，關于貴金屬催化劑上動植物油脂加氫脫氧的研究，科研工作者們做了大量的工作并取得了一定的成果：Pt/Nb2O5、Pd/Nb2O5-SiO2、Ru/TiO2和Ru/C等催化劑顯示了極高的低溫脫氧活性，而PtSn/SAPO-11、Pt/SAPO-31等催化劑則顯示了較好的脫氧和異構雙重功能。然而，在催化劑的設計、制備方法、反應機制等方面研究尚存在許多不足，主要有：①在催化劑結構對反應機制、脫氧路徑和催化劑失活的影響等方面研究不夠深入；②對活性金屬與載體之間的協同效應和相互作用，以及雙活性金屬之間的合金效應等方面研究不夠充分；③在如何降低貴金屬含量，提高催化劑活性和熱穩定性等方面研究尚存在不足。

為解決上述問題，未來的研究工作可以考慮從以下兩個方面開展：①在催化劑開發方面，由于貴金屬的成本較高，大規模工業化應用的前提是必須大幅降低催化劑的貴金屬含量，同時催化劑的活性和穩定性維持在較高水平。為實現這一目標，一方面可以通過引入第二活性金屬與貴金屬之間形成合金效應，提高催化劑的活性和穩定性；另一方面可以采用合適的載體及制備方法，在載體與活性金屬之間產生強相互作用，提高活性金屬的分散度和穩定性。②在反應機制和構效關系研究方面，采用科學的催化劑設計與先進的原位表征手段相結合，深入了解反應過程催化劑結構和反應中間產物的變化并解釋反應機制，進一步為新型高效催化劑的設計和反應機制的研究提供理論指導。