近日，中國科學(xué)院上海高等研究院陳新慶研究員團(tuán)隊(duì)在分子篩催化劑用于丙烯氣相環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷（PO）研究中取得進(jìn)展。
該研究報(bào)道了一種多級(jí)孔鈦硅分子篩（TS-1）負(fù)載的非貴金屬Ni納米粒子催化劑，可有效催化丙烯與H?和O?的氣相環(huán)氧化反應(yīng)，并對(duì)其構(gòu)效關(guān)系及催化機(jī)理進(jìn)行了深入研究。與傳統(tǒng)的負(fù)載型金催化劑相比，使用非貴金屬/分子篩催化劑具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
環(huán)氧丙烷作為第三大丙烯衍生物是非常重要的有機(jī)化工原料，主要用于生產(chǎn)聚醚多元醇、丙二醇及丙二醇醚等，由它衍生出的下游產(chǎn)品數(shù)量龐大且應(yīng)用廣泛。丙烯、氫氣和氧氣一步環(huán)氧化制備環(huán)氧丙烷相比于傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)方法具有工藝簡單、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)勢(shì)，受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的共同關(guān)注。目前所報(bào)道的催化劑主要為貴金屬催化劑，眾所周知貴金屬催化劑存在價(jià)格昂貴及儲(chǔ)量有限的缺點(diǎn)。因此，開發(fā)具有低成本、高活性的非貴金屬催化劑成為當(dāng)前研究的關(guān)鍵。
該研究團(tuán)隊(duì)首次通過沉積沉淀法將Ni納米顆粒負(fù)載在多級(jí)孔鈦硅分子篩（TS-1）上，開發(fā)出一種非貴金屬Ni/TS-1催化劑。該催化劑在丙烯的氣相環(huán)氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。在反應(yīng)溫度為200℃時(shí)，丙烯轉(zhuǎn)化率為6.8%，PO選擇性為76.8%。
通過多種表征方法對(duì)催化劑構(gòu)效關(guān)系及反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究，證明了鎳物種的存在可催化氫氣和氧氣發(fā)生反應(yīng)，從而誘導(dǎo)活性自由基的形成，實(shí)現(xiàn)H?O?的原位合成，進(jìn)而將丙烯氧化為環(huán)氧丙烷。
來源：中國化工報(bào)、中國石油和化工網(wǎng)
