為甲醇高質化轉化提供新思路

科學導報訊 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隊，在前期研究二甲醚氧化合成PODEn的基礎上，基于目標反應的特點，設計、調控了不同強度酸性位和氧化還原活性位距離及分布，構建了活性位高度協同的ZSM-5包覆MoFe的核殼催化劑，實現了甲醇氧化一步合成更長C-O鏈PODEn重要突破性進展。該成果近日已被國際頂級期刊ACS Catalysis收錄。

煤基甲醇作為重要平臺化合物，由其通過氧化實現C-O鏈可控增長制高值含氧化學品和清潔燃料添加劑，過程綠色、下游產品豐富、碳排放低，是甲醇高質化轉化新的重要研究方向。其中，甲醇直接氧化合成較長C-O鏈的聚甲氧基二甲醚（PODEn），流程短、原子經濟性好，是一條新穎且極具競爭力的綠色合成路線。但由于醇醚分子中的C-H鍵相對穩定，較高反應溫度易使產物復雜化或發生深度氧化，溫和條件下醇醚高效氧化的定向轉化難度大。目前，甲醇氧化研究主要集中于短C-O鏈產物DMM的合成。

研究團隊基于實驗設計和表征研究，提出了核殼催化劑上甲醇氧化制PODEn可能的反應路徑。通過調控分子篩殼的酸性，可對甲醇脫水程度進行調控，進而對C-O鏈在中等強度的Bronsted酸位點上可控鏈增長起到了顯著促進作用。該研究為甲醇直接氧化可控實現C-O鏈增長制高值含氧化學品新催化反應體系開辟了一條獨特新穎的路徑，同時為高效催化劑設計提供新的研究思路。