煤制碳酸二甲酯催化劑研究獲進展

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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)國家重點實驗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。該項研究將加快煤制碳酸二甲酯催化技術(shù)的工業(yè)化進程。

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)運行100小時性能無衰減。

研究人員在實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上通過理論計算揭示了產(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。他們進而通過理論計算優(yōu)化、理性設(shè)計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)計催化劑模型結(jié)構(gòu)一致。

碳酸二甲酯被譽為綠色化學(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)一直未能實現(xiàn)工業(yè)化。