Ni nanoparticles were synthesized by a colloidal method using organic surface-capping agents and used to catalyze the selective hydrogenation of unsaturated furanic aldehydes to unsaturated furanic alcohols. Among the various size of Ni nanoparticles, the 6.8 nm Ni nanoparticles showed the highest yield in selective hydrogenation of furfural (FFR) to furfuryl alcohol (FFA). Because the smaller nanoparticles have densely packed organic ligands and the larger nanoparticles were agglomerated due to magnetic attraction, access of reactant to the surface active sites was blocked. The capped Ni nanoparticles exhibited a high FFA yield up to 96%, whereas significant over-hydrogenation to tetrahydrofurfuryl alcohol (THFA) was observed when uncapped $Ni/SiO_2$ catalysts with similarly sized Ni nanoparticles were employed. Steric hindrance induced by the organic ligands led to selective hydrogenation of FFR to FFA. The capped Ni nanoparticles could be reused repeatedly without a significant damage of catalyst and loss in the FFA yield. They also catalyzed selective hydrogenation of other unsaturated furanic aldehydes to corresponding alcohols with high selectivity (> 90%).
유기 표면 캡핑 작용제를 사용하여 콜로이드 방법으로 캡핑된 니켈 나노입자를 합성하였다. 이 니켈 나노입자를 불포화 퓨란계 알데히드를 알코올로 전환하는 선택적 수소화 반응의 촉매로 사용하였다. 푸르푸랄의 선택적 수소화 반응에서, 다양한 크기의 입자 중에 6.8 nm의 니켈 나노입자가 가장 높은 푸르푸릴 알코올의 수율을 보였다. 이는 작은 나노입자 표면에는 유기 리간드가 과밀집되어 있고, 큰 나노입자는 자성에 의한 뭉침 현상으로 표면 활성 자리를 잃기 때문이다. 캡핑된 니켈 나노입자를 사용한 경우, 푸르푸릴 알코올 수율이 최대 96%에 달했지만, 표면이 깨끗한 니켈 촉매에서는 과수소화 반응이 일어났다. 즉, 유기 리간드에 의해 발생한 공간 방해 효과가 푸르푸랄의 선택적 수소화 반응을 이끈 것이다. 캡핑된 니켈 나노입자는 우수한 재사용 성능을 보였다. 또한, 다양한 불포화 퓨란계 알데히드의 수소화 반응에서도 90% 이상의 높은 불포화 알코올 선택도를 보였다.
