為甲醇高質(zhì)化轉(zhuǎn)化提供新思路

科學(xué)導(dǎo)報(bào)訊 記者耿倩 1月19日，記者從山西煤化所獲悉，該所張清德研究員團(tuán)隊(duì)，在前期研究二甲醚氧化合成PODEn的基礎(chǔ)上，基于目標(biāo)反應(yīng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)、調(diào)控了不同強(qiáng)度酸性位和氧化還原活性位距離及分布，構(gòu)建了活性位高度協(xié)同的ZSM-5包覆MoFe的核殼催化劑，實(shí)現(xiàn)了甲醇氧化一步合成更長(zhǎng)C-O鏈PODEn重要突破性進(jìn)展。該成果近日已被國(guó)際頂級(jí)期刊ACS Catalysis收錄。

煤基甲醇作為重要平臺(tái)化合物，由其通過(guò)氧化實(shí)現(xiàn)C-O鏈可控增長(zhǎng)制高值含氧化學(xué)品和清潔燃料添加劑，過(guò)程綠色、下游產(chǎn)品豐富、碳排放低，是甲醇高質(zhì)化轉(zhuǎn)化新的重要研究方向。其中，甲醇直接氧化合成較長(zhǎng)C-O鏈的聚甲氧基二甲醚（PODEn），流程短、原子經(jīng)濟(jì)性好，是一條新穎且極具競(jìng)爭(zhēng)力的綠色合成路線。但由于醇醚分子中的C-H鍵相對(duì)穩(wěn)定，較高反應(yīng)溫度易使產(chǎn)物復(fù)雜化或發(fā)生深度氧化，溫和條件下醇醚高效氧化的定向轉(zhuǎn)化難度大。目前，甲醇氧化研究主要集中于短C-O鏈產(chǎn)物DMM的合成。

研究團(tuán)隊(duì)基于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和表征研究，提出了核殼催化劑上甲醇氧化制PODEn可能的反應(yīng)路徑。通過(guò)調(diào)控分子篩殼的酸性，可對(duì)甲醇脫水程度進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而對(duì)C-O鏈在中等強(qiáng)度的Bronsted酸位點(diǎn)上可控鏈增長(zhǎng)起到了顯著促進(jìn)作用。該研究為甲醇直接氧化可控實(shí)現(xiàn)C-O鏈增長(zhǎng)制高值含氧化學(xué)品新催化反應(yīng)體系開(kāi)辟了一條獨(dú)特新穎的路徑，同時(shí)為高效催化劑設(shè)計(jì)提供新的研究思路。