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烯烴羰基化低碳催化研究獲進展
文章來源:新能源網     更新時間:2024-05-24 15:38:46
烯烴氫甲酰化是羰基化反應的一種,從烯烴和合成氣(CO/H2)原子經濟性100%地得到碳鏈增長的醛,可以進一步制備醇、胺、羧酸等一系列化學中間體和精細化學品。通過氫甲?;磻傻母鞣N化學品的年產量已超過兩千萬噸,貴金屬銠Rh是目前主流的氫甲?;呋瘎?。豐產金屬鈷Co具有成本優勢,但由于其固有的低活性和低穩定性,用于氫甲?;腃o基催化劑發展緩慢。

  針對上述問題,中國科學院上海高等研究院研究員王慧團隊與上??萍即髮W研究人員合作,在烯烴羰基化低碳催化研究中取得進展。該團隊通過合成具有碳空位的Co2C催化劑,構建了Co-Cv-Co-C對稱破缺活性位點,提高了烯烴氫甲酰化反應的性能。相關研究成果以Efficient Alkene Hydroformylation by Co–C Symmetry-Breaking Sites為題發表在《美國化學會志》上。 

  該團隊通過合成具有碳空位的Co2C催化劑,構建局部Co–Cv–Co–C對稱破缺活性位點,相比于Co和Co2C,形成了適中的表面電荷密度梯度,增強了CO和C3H6的吸附和活化,CO和丙基之間的極化同時得到了顯著提升。此外,對稱破缺活性位點的構建縮短了相鄰鈷原子位點之間的空間距離,增強了電子和空間結構效應的協同作用,降低了反應過程的能壘。通過H2預處理,可以進一步調節Co–Cv–Co–C位點密度,丙烯氫甲?;闹苻D數最高可達18364,優于所有已報道的鈷基催化劑,超越了部分Rh基催化劑。該研究為催化劑原子環境的調控提供了有效策略,為復雜反應中新型催化劑的開發提供了新思路。

  研究工作獲得國家重點研發計劃和國家自然科學基金等的支持。


Co-C對稱破缺位點促進的高效烯烴氫甲酰化

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