乙炔二聚反應是重要的化工過程,目前的乙炔二聚反應通常需要有機金屬催化劑,同時需要加入大量的添加劑助催化劑。異相Ni催化劑有可能作為乙炔二聚催化反應的替代性催化劑,但是異相Ni催化劑的催化活性低,且1-丁烯選擇性較低。
有鑒于此,南開大學李蘭東教授、柴玉超研究員、中國石油化工集團有限公司王傳明等報道通過步驟簡單的兩步離子交換合成Ni-Mg-Y分子篩催化劑,其具有配位結構確定的不飽和Ni位點,是具有前景的乙炔二聚反應催化劑。
本文要點:
(1)
Ni-Mg-Y表現以往未曾報道的丁烯產率(3.8×105 h-1),丁烯選擇性達到91.2 %,性能可以與目前最好的均相/異相Ni催化劑(沒有助催化劑)可比。
(2)
通過先進的表征技術和理論計算模擬,首次表明原位生成的Ni-烷基結構是本征活性位點,乙炔二聚反應通過Cossee-Arlman路徑。乙炔/烷基配體和分子篩骨架之間的動態氫轉移的現象起到類似均相Ni催化劑的助催化劑作用。這項工作不僅為開發高活性催化劑用于非添加劑的乙炔二聚制備丁烯,而且為均相催化和異相催化之間搭建橋梁提供幫助。
參考文獻
Landong Li, Guangjun Wu, Yuchao Chai, Li Wang, Jun Ke, Chuanming Wang, Additive-free Ethylene Dimerization over Well-defined Nickel-zeolite Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202502563
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202502563