煤制碳酸二甲酯催化劑研究獲進(jìn)展

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近日，中國科學(xué)院福建物構(gòu)所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員在煤制碳酸二甲酯催化劑研究方面取得新進(jìn)展，成功開發(fā)出原子級分散Pd催化劑，具有出色的催化性能。該項(xiàng)研究將加快煤制碳酸二甲酯催化技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程。

原子級分散Pd催化劑表現(xiàn)出很好的催化性能：CO轉(zhuǎn)化率超過80%，碳酸二甲酯選擇性接近100%，連續(xù)運(yùn)行100小時性能無衰減。

研究人員在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上通過理論計(jì)算揭示了產(chǎn)物選擇性調(diào)控的催化功能基元：原子級分散的單Pd活性中心有利于生成碳酸二甲酯，而雙Pd活性中心則有利于生成另一種產(chǎn)物草酸二甲酯。他們進(jìn)而通過理論計(jì)算優(yōu)化、理性設(shè)計(jì)和可控合成得到了分子篩穩(wěn)定的原子級分散Pd催化劑，催化劑與理論設(shè)計(jì)催化劑模型結(jié)構(gòu)一致。

碳酸二甲酯被譽(yù)為綠色化學(xué)品，其需求量隨著動力電池和聚碳酸酯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展而高速增長。目前工業(yè)主流的酯交換生產(chǎn)技術(shù)存在產(chǎn)品成本高、原料環(huán)氧丙烷生產(chǎn)過程污染嚴(yán)重等問題。

中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所歷經(jīng)30多年基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，開發(fā)了煤制乙二醇技術(shù)。在煤制乙二醇技術(shù)的基礎(chǔ)上，該所研究人員通過技術(shù)拓展，發(fā)展了煤制碳酸二甲酯催化技術(shù)。與酯交換法相比，煤制碳酸二甲酯的原料僅為甲醇、CO、O2，產(chǎn)品成本低，具有很強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。但是，由于催化劑存在活性、選擇性和穩(wěn)定性等綜合性能偏低的情況，煤制碳酸二甲酯催化技術(shù)一直未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。