近日，華東理工大學(xué)化工學(xué)院、化學(xué)工程聯(lián)合國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室段學(xué)志教授、陳文堯博士等提出了一種基于銅—銫雙活性位催化甲醇一步法高效合成高端化學(xué)品的工藝路線。

    針對現(xiàn)有甲基丙烯酸甲酯生產(chǎn)工藝的不足，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種新的甲醇與醋酸甲酯“脫氫—羥醛縮合—加氫—羥醛縮合”接力催化一步法制甲基丙烯酸甲酯的工藝路線。同時，研究團(tuán)隊(duì)還設(shè)計構(gòu)建了一種含銅和銫的雙催化活性位體系，能夠?qū)⒓状己鸵宜峒柞?乙醇高效轉(zhuǎn)化為具有高附加值的酯類和醛類化合物。

    研究結(jié)果表明，當(dāng)銅和銫以毫米級尺度采用雙床層結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝填時，促進(jìn)了甲醇的脫氫反應(yīng)，并與乙酸甲酯進(jìn)行羥醛縮合，從而獲得不飽和酯和醛，其選擇性分別達(dá)到76.3%和31.1%；當(dāng)銅和銫以微米級尺度混合時，能夠顯著促進(jìn)催化劑界面上反應(yīng)中間體的傳質(zhì)和加氫作用，從而得到選擇性為67.6%和93.1%的飽和酯和醛；當(dāng)銅和銫以納米級尺度混合時，主要產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)榧姿峒柞ァ�環(huán)氧丙烷等副產(chǎn)品。研究團(tuán)隊(duì)通過進(jìn)一步調(diào)整活性組分的空間距離和床層分布，實(shí)現(xiàn)了甲基丙烯酸甲酯的高效四重串聯(lián)催化合成。

    與傳統(tǒng)的多反應(yīng)器串聯(lián)操作相比，這一工藝路線大幅提升了原子利用率，預(yù)計能夠降低生產(chǎn)成本超過15%，為甲醇下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展開辟了新途徑。