甲醇是各種商品化學品的通用構建模塊,開發工業上有前途的轉化策略仍然是甲醇化學的最終目標。
在這項研究中,華東理工大學段學志教授設計了一種雙Cu-Cs催化系統,能夠將甲醇和乙酸甲酯/乙醇一步直接轉化為高附加值的酯/醛,并利用Cu-Cs位點。
文章要點
1)毫米級親密的Cu-Cs引發甲醇脫氫和縮合,涉及質子轉移、羥醛形成和羥醛縮合,得到不飽和酯和醛,選擇性分別為76.3%和31.1%。微米級的Cu-Cs顯著促進了中間體在催化劑界面上的傳質,并隨后加氫生成飽和酯和醛,選擇性分別為67.6%和93.1%。相反,納米尺度的Cu-Cs會改變反應路徑,并在速率決定步驟中具有類似的能壘,但會阻斷酸堿位點并將反應轉移為副產物。
2)更重要的是,通過進一步調整反應床中Cu和Cs在Cu-Cs||Cs配置中的分布,實現了前所未有的四重串聯催化生產甲基丙烯酸甲酯(MMA),優于現有的工業工藝并節省至少15%的生產成本。
參考文獻
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