用于二甲醚羰基化反應(yīng)的絲光沸石催化劑改性研究進(jìn)展

楊韜，王曉勝，李然家，余長春

（中國石油大學(xué)(北京)新能源與材料學(xué)院，北京 102249）

羰基化反應(yīng)是一類在有機(jī)化合物分子內(nèi)引入—C=O基團(tuán)的重要反應(yīng)，由德國科學(xué)家Roelen于1938 年首次報(bào)道，此后一直被研究人員所關(guān)注。二甲醚（DME）羰基化是指二甲醚分子在催化劑作用下與CO 發(fā)生插入反應(yīng)生成乙酸甲酯的過程，是近年來新興的氣固相反應(yīng)。與傳統(tǒng)的均相羰基化反應(yīng)過程相比，該反應(yīng)具有全新的循環(huán)反應(yīng)機(jī)理，能夠在溫和的反應(yīng)條件下實(shí)現(xiàn)C—O—C 鍵的斷裂和羰基官能團(tuán)的形成。同時(shí)，以絲光沸石分子篩為催化劑的反應(yīng)過程可控性大大加強(qiáng)，反應(yīng)過程中目標(biāo)產(chǎn)物選擇性高、副產(chǎn)物少、反應(yīng)物原子幾乎無損失，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。

二甲醚羰基化反應(yīng)極大拓寬了二甲醚的利用途徑和下游產(chǎn)品種類，為二甲醚的高值利用提供了更多方案。此外，二甲醚羰基化反應(yīng)也打通了合成氣制乙醇非均相的技術(shù)路線，為我國燃料乙醇的生產(chǎn)提供了一種不依賴于農(nóng)作物的選擇，因而成為合成氣制乙醇的關(guān)鍵步驟和核心技術(shù)。該工藝的成功研發(fā)對(duì)保障國家的糧食安全、能源安全及環(huán)境安全都有重要的意義。但現(xiàn)階段，用于二甲醚羰基化反應(yīng)的絲光沸石仍然存在失活快、易積炭等問題，嚴(yán)重限制了其工業(yè)應(yīng)用。為了克服絲光沸石在二甲醚羰基化反應(yīng)過程中表現(xiàn)出的易積炭失活、穩(wěn)定性較差的問題，研究人員嘗試了大量的方法對(duì)其進(jìn)行改性以強(qiáng)化傳質(zhì)、調(diào)控酸中心數(shù)量及分布、抑制羰基化反應(yīng)積炭，并最終實(shí)現(xiàn)絲光沸石催化二甲醚羰基化反應(yīng)的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。……