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納米反應(yīng)器可實(shí)現(xiàn)環(huán)氧乙烷催化水合制乙二醇綠色化學(xué)過程
閱讀：1494 發(fā)布時(shí)間：2012-10-29納米反應(yīng)器可實(shí)現(xiàn)環(huán)氧乙烷催化水合制乙二醇綠色化學(xué)過程
據(jù)elisa試劑盒研究報(bào)道：
中科院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李燦院士和楊啟華研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在“納米反應(yīng)器中的催化”研究方面取得進(jìn)展,，在納米反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了、綠色,、節(jié)能的環(huán)氧乙烷催化水合制乙二醇過程,。相關(guān)結(jié)果以研究通訊的形式發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志上（Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201203774）。美國化學(xué)與工程新聞（Chemical & Eingeering News）雜志以Green Route To Glycols為題,，對該工作進(jìn)行了大篇幅報(bào)道,。
乙二醇（MEG）是一類重要的大宗化工中間體，其傳統(tǒng)生產(chǎn)過程采用環(huán)氧乙烷（EO）的直接水合,。為得到高M(jìn)EG選擇性,，反應(yīng)體系中需要大大過量的水（通常H2O/EO的摩爾比可高達(dá)20），反應(yīng)液中MEG的濃度低于10%,。因此產(chǎn)品的蒸餾提純是高能耗過程,。為了降低能耗，人們采用酸堿催化水合過程,。然而,，傳統(tǒng)酸堿催化過程仍需要H2O/EO比遠(yuǎn)高于計(jì)量比的條件才可獲得MEG的高選擇性。
近年來,，該研究團(tuán)隊(duì)致力于發(fā)展將分子催化劑封裝于納米反應(yīng)器的多相化策略,，以期實(shí)現(xiàn)納米反應(yīng)器中的催化反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),，封裝于氧化硅基納米籠中的Co（Salen）分子催化劑在環(huán)氧化合物手性拆分反應(yīng)中顯示出協(xié)同耦合加*應(yīng)（Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 6861）,。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在環(huán)氧乙烷催化水合反應(yīng)中,，利用納米反應(yīng)器，在40攝氏度,、接近計(jì)量水比（~2）條件下,，可獲得98%的EO轉(zhuǎn)化率和98%的MEG選擇性，反應(yīng)體系中的乙二醇濃度達(dá)到75%以上,，大幅度降低了MEG生產(chǎn)中的能耗,。同時(shí)，該多相催化劑避免了傳統(tǒng)液體和固體酸催化過程的環(huán)境污染問題,，可實(shí)現(xiàn)催化劑的分離和再循環(huán)利用,，是典型的綠色催化過程。
研究發(fā)現(xiàn),，限域在納米籠內(nèi)的金屬絡(luò)合物分子催化劑處于自由運(yùn)動(dòng)狀態(tài),，從而在納米尺度上保持了其均相催化的本征特性，由于雙中心協(xié)同耦合效應(yīng),，顯示出較高的本征催化活性,。采用封裝方法制備的催化劑在宏觀上是固體催化劑。因此,，納米反應(yīng)器中的催化兼具多相和均相催化之優(yōu)點(diǎn),。利用這一策略，該研究團(tuán)隊(duì)在納米反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)了雙分子催化氧化水分子放氧的反應(yīng)（Energy Environ. Sci., 2012, 5, 8229）和環(huán)氧化合物動(dòng)力學(xué)拆分反應(yīng)（Chem. Sci., 2012, 3, 2864）,。
上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體項(xiàng)目和科技部973項(xiàng)目的資助,。
納米反應(yīng)器中環(huán)氧乙烷催化水合制乙二醇綠色化學(xué)過程