甲醇是各种商品化学品的通用构建模块,开发工业上有前途的转化策略仍然是甲醇化学的最终目标。
在这项研究中,华东理工大学段学志教授设计了一种双Cu-Cs催化系统,能够将甲醇和乙酸甲酯/乙醇一步直接转化为高附加值的酯/醛,并利用Cu-Cs位点。
文章要点
1)毫米级亲密的Cu-Cs引发甲醇脱氢和缩合,涉及质子转移、羟醛形成和羟醛缩合,得到不饱和酯和醛,选择性分别为76.3%和31.1%。微米级的Cu-Cs显着促进了中间体在催化剂界面上的传质,并随后加氢生成饱和酯和醛,选择性分别为67.6%和93.1%。相反,纳米尺度的Cu-Cs会改变反应路径,并在速率决定步骤中具有类似的能垒,但会阻断酸碱位点并将反应转移为副产物。
2)更重要的是,通过进一步调整反应床中Cu和Cs在Cu-Cs||Cs配置中的分布,实现了前所未有的四重串联催化生产甲基丙烯酸甲酯(MMA),优于现有的工业工艺并节省至少15%的生产成本。
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Wenyao Chen, et al, Leveraging the Proximity and Distribution of Cu-Cs Sites for Direct Conversion of Methanol to Esters/Aldehydes, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202314288
DOI: 10.1002/anie.202314288
https://doi.org/10.1002/anie.202314288