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    我国分子氧直接烯烃选择催化环氧化研究取得重大进展

    日期 2001-05-11   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

      中国科学院大连化学物理研究所奚祖威研究员及其合作者最近在反应控制相转移催化直接从丙烯环氧化制备环氧丙烷的研究中取得了突破性进展,在国际上首次发现利用自行设计的控制磷钨杂多酸季铵盐催化剂,在过氧化氢的作用下实现高选择性、高转化率的直接从丙烯制备环氧丙烷。该项成果于2001年5月11日发表在《Science》上,被审稿人认为是一个“梦寐以求的(化学)反应(one of the‘dream reactions’)”,和“具有环境最友好的体系(with the most environmentally friendly system)”的研究工作。   在国家自然科学基金的持续支持下,几年来奚祖威研究员及其合作者长期从事催化氧化、均相催化等领域的研究工作。近来在完成国家自然科学基金自由申请项目“分子氧直接使烯烃选择催化氧化环氧化新方法”研究中,不畏困难,坚持不解,开拓进取,勇于创新,取得了突破性进展,开发出以分子氧为氧源,2-乙基蒽氢醌为氧受体的烯烃环氧化新体系。环氧化后,氧受体被氧化成2-乙基蒽醌,经催化加氢复原可循环使用;所使用的匀相环氧化催化剂磷钨杂多酸在环氧化反应结束后从体系析出,易回收,也可循环使用。整个过程只消耗烯烃、氢气、分子氧,实现了高选择性、高产率、无污染的环氧化反应。他们在研究反应机理的基础上,成功地实现了用分子氧为氧源,环境友好、无联产的丙烯氧化制环氧化丙烷新途径。该研究工作受到《Science》杂志审稿人的高度评价。   环氧丙烷是重要的化工原料,用于聚氨酯塑料,不饱和树酯及表面活性剂,市场需求很大并不断增加。目前,工业生产方法有“氯醇法”和“Halon 法”两种,但其设备腐蚀和环境污染严重,且有大量联产品,生产过程复杂投资巨大。奚祖威研究员的这种方法,成功地解决了这一难题。   本成果创新点:设计合成了一类磷钨杂多酸季铵盐催化剂,它可利用H2O2高转化率、高选择性地使烯烃匀相催化环氧化,催化剂稳定性好,而反应后象多相催化剂那样可以过滤回收,循环使用,兼有匀相催化剂和多相催化剂的优点,催化环氧化活性和选择性好并在丙烯环氧化中,设计将EAQ/EAHQ法生产过氧化氢(H2O2)过程与用过氧化氢催化环氧化的两个反应耦合,实现用分子氧直接氧化为环氧丙烷化,在65℃ 反应6h 丙烯转化率达89%,具有生成环氧化丙烷的选择性为95%,副产物极少量。催化剂在环氧化反应结束后都从反应体系中析出,分离回收后即可循环使用。并提出这种新型催化剂受反应控制而发生固-液-固相转移,称这种性质的催化剂为反应控制相转移催化剂的新概念。用于上述反应的新型催化剂已经申请了国家专利,正在准备申请国际专利。 国家自然科学基金委员会化学科学部



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