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[中國化工報]新型沸石分子篩催化劑開發成功
時間：2018-08-28
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酚類化合物實現高效綠色直接制備
8月25日，南京工業大學對外宣布，該校材料化學工程國家重點實驗室王軍教授、周瑜副教授和新加坡國立大學顏寧教授合作，開發出可高效綠色直接制備酚類化合物的沸石分子篩催化劑，解決了酚類化合物傳統制備工藝高能耗、高污染、收率低等問題。
課題組研發的這種高活性催化劑在芳環羥基化反應中具有極高效率，有望實現苯酚等酚類化合物的工業化規模生產，顯示出重要的潛在工業應用前景。同時，這種催化劑的創新制備方法還具有廣泛的普適性，能夠進一步構筑出含有不同金屬(如含鐵、銅、錳等元素)的沸石分子篩，制備出高效的多相催化劑，有望實現其他種類化學品的綠色生產。
酚類化合物(如苯酚和甲酚等)是一類用途廣泛、用量巨大的化學品，可用于制備殺蟲劑、農藥、塑料、染料、藥物、聚合物等等。但這些酚類化合物的工業生產往往是高能耗和高污染的過程，而且傳統生產工藝存在過度氧化、反應步驟繁瑣、收率低、副產物多等問題。為解決上述問題，課題組自主開發了沸石分子篩催化劑，并采用雙氧水等清潔氧源，通過環境友好的苯羥基化反應實現酚類化合物的高效制備。
據周瑜介紹，苯是惰性底物，而產物苯酚比底物苯更活潑，以往傳統方法制備苯酚時，在產生苯酚的過程中，還會繼續對苯酚氧化，從而發生一系列嚴重副反應，并產生一些不良副產物。且傳統催化劑的利用率不高，反應時間也長達十至數十個小時，難以滿足工業催化的需求。王軍課題組采用創新方法，制備一種含釩、硅、氧三種元素的沸石分子篩催化劑，用于苯與雙氧水發生的化學反應中，生成苯酚等酚類物質。
這一新型催化劑的應用，使雙氧水與苯反應產生苯酚時，不會再與比較活潑的苯酚發生不良副反應、產生不良副產物，而是讓雙氧水定向只與苯發生反應，直接一步制備出苯酚，獲得純苯酚的收率極高，苯酚收率和雙氧水利用率均達30%以上;反應過程中只產生水，沒有其他廢棄物。
此外，這種新型催化劑并非由五價變為四價產生自由基引發反應，而是在反應中不需變價，即可經歷一個非自由基的快速反應生成酚類，從而大幅縮短反應時間，極大提高獲得苯酚的效率。
2018年08月28日《中國化工報》第2版：http://www.ccin.com.cn/ccin/news/2018/08/28/384691.shtml
http://ipaper.ccin.com.cn/papers/ccin/2018-08-28/page_2B/news_8c7cb6543781e1bce7e1ce7e7c202852.html
