高效利用可再生生物质资源对于减少对化石资源的依赖至关重要[[1], [2], [3], [4]]。木质纤维素是最丰富的生物质资源，主要由半纤维素、纤维素和木质素组成，其中纤维素和半纤维素由于其通过糖苷键连接的重复糖结构单元而在高值利用方面取得了显著进展[[5], [6], [7]]。然而，作为地球上唯一的可再生芳香聚合物，木质素由于其复杂的非规则结构，在高值利用方面仍面临巨大挑战[[8], [9], [10], [11]]。
选择性地断裂木质素大分子中的C–C/C-O键以生成芳香单体是实现其作为生物燃料或生化产品的价值利用的有前景策略[[12], [13], [14]]。催化氢解被认为是木质素解聚的最有效方法。Pt、Pd、Ru等贵金属以及Ni等过渡金属被广泛用作氢化催化剂。Cao等人[15]开发了一种单原子Pt/Nb2WO8催化剂，其中Pt的负载量为3.30%，通过(NH3)2CO3模板调控了催化剂载体的有序孔结构和氧空位，有效促进了Pt在载体表面的分散。该催化剂能够同时断裂木质素中的C-O (β-O-4)和C–C (β-1/α-1/5–5)键，芳香单体的产率达到49.08%。Song等人[16]报道了一种超低负载量且原子级分散的Pd催化剂，用于高效催化木质素解聚，芳香单体的产率达到40.7%，其转化率是商用Pd/C催化剂的46倍。机理研究表明，木质素解聚过程中涉及Cα-OH和Cβ-O键的同步断裂。为了降低催化剂成本并利用金属协同效应，也广泛报道了贵金属/过渡金属双金属催化剂。Hu等人[17]使用异丙醇作为原位氢源，在Ni50Pd50/SBA-15催化剂上对桦木木质素进行解聚，245°C下4小时后的芳香单体产率为37.2%。
迄今为止，芳香单体的产率已显著提高，但木质素解聚产物的氧含量较高，这降低了它们作为燃料时的热值。因此，进一步进行加氢脱氧反应以将木质素转化为高能量密度燃料是必要的[18,19]。
研究发现，某些过渡金属氧化物（如Fe、W、Mo和Re）具有很强的亲氧性。当这些金属作为催化剂活性位点时，它们通过C-O键和CAr-OCH3键中的氧原子吸附木质素，有效降低了C-O键的解离能障碍，从而促进了C-O键的断裂[20,21]。此外，钨氧化物(WOx)具有更强的路易斯酸性[22]，并在还原气氛下容易产生氧空位[23]，这有助于C-O键的断裂[24]。Mai等人[25]制备了一种WO3/γ-Al2O3催化剂，在320°C下用乙醇溶剂处理8小时后，将木质素转化为芳香单体，产率为24.5%，选择性为67.5%。在我们之前的工作中，通过水热法合成了一种Pd/WO2.72催化剂，从木质素解聚中获得了28.8%的芳香单体产率，烷基酚的选择性为65.71%[26]。然而，催化剂的循环稳定性和芳香单体的产率仍有待提高。据报道，WOx-ZrO2具有较高的热稳定性和强酸性[27]，因此在烷基化和氢化反应中表现出优异的催化活性[28,29]。在本研究中，通过水热法合成了质量分数为0.5%的Pd/WOx-ZrO2催化剂，并通过与共沉淀法对比对其结构和催化性能进行了表征。同时研究了W/Zr摩尔比和Pd负载量对酸性位点、氧空位和氢溢出的影响，为设计低氧含量的高效木质素转化为烷基酚催化剂提供了理论指导。
