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浙大 肖丰收/王亮JACS:分子筛催化剂中疏溶剂微孔促进氢甲酰化反应

催化进展  · 公众号  ·  · 2025-03-27 17:39

正文

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第一作者:Yuexin Wu Zhiqiang Liu Hai Wang

通讯作者: 肖丰收、王亮

通讯单位: 浙江大学

研究背景与内容

由于溶剂在分散催化剂和增强传质方面的优势,溶剂对于多相催化很重要,这可以在动力学和动力学上提高性能。然而,由于气体在溶剂中的溶解度和传质较差,导致气态反应物进入催化剂表面的机会有限,因此它通常会阻碍气 - - 固三相反应。

本文通过设计反应克服了这一限制该系统包括具有充气微孔的疏溶剂催化剂,该微孔可以富集大量气体分子。该设计是使用硅质 MFI 沸石固定的 Rh 纳米颗粒在均三甲苯溶剂中实现的。

研究要点

要点 1. 本文报道了一种具有充气微孔的疏溶剂催化剂可以富集大量的气体分子来加速 Rh 催化加氢反应。该反应使用硅质 MFI 沸石固定 Rh 纳米颗粒在均三甲苯溶剂中。由于沸石微孔的形状选择性,防止均三甲苯润湿固体,该催化剂催化乙烯加氢,丙醛产率明显高于一般负载型催化剂。

要点 2 . 研究结果表明,疏溶剂性的概念可以有效地用于乙烯氢甲酰化反应,通过促进气态反应物与活性中心的接近,为合理设计合适分子量的分子筛催化剂和溶剂的高效反应体系提供了新的途径。

1 (A) 示意图显示了 Rh@S-1 催化剂分别在均三甲苯和甲苯中的(左)干微孔和(右)湿微孔。( B )数据显示了在不同催化剂上 C 2 H 4 加氢裂化中丙醛的平均产率。 10 mL 溶剂(甲苯或均三甲苯), 30 mg 催化剂, 80 ° C 2 h ,原料气含 0.5 MPa C2H4 1.5 MPa 合成气( C )在 Rh@S-1 C2 H4 转化率对反应时间的依赖性。 (D) 比较了本工作中的催化剂与以往的催化剂在 C2H4 加氢精制中的性能。( E )数据显示 Rh@S-1 在均三甲苯溶剂中的 C2 H4 加氢裂化中的可再循环性。

4. A )表征不同催化剂上 C2 H4 加氢的数据。( B )表征在环境压力下在不同催化剂上 C2 H4 加氢的数据。 10 mL 均三甲苯, 30 mg 催化剂, 80 ℃, 20 h ,进料气体为 20 体积 % C2H4 80 体积 % 合成气( CO/H2/Ar 45/45/10 )。( C )显示加氢裂化的各种反应体系中不同相之间的气体扩散的方案,包括气 - 固、气 - - 固和气 - - - 固体系。

参考文献 Yuexin Wu, Zhiqiang Liu, Hai Wang,. et al. Hydroformylation over Zeolite Catalysts with Solvophobic Micropores. JACS. (202 5 ).

文献链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c18771

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