我国科研团队解锁化工催化新范式-新华网
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2026 10/21 23:17:41
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我国科研团队解锁化工催化新范式

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  新华社北京10月21日电(记者胡喆、王莹)记者10月21日从中国科学院获悉,中国科学院大连化学物理研究所刘中民院士团队联合相关合作单位,开辟了一条全新催化路径:无需金属、不用配体,仅依靠分子筛独立完成催化。这一路径补齐了传统工艺中催化剂与产物分离难度大的短板,为高端含氧化合物、新材料高效绿色制备打开新空间。

  传统催化路径,普遍依托羰基化反应这一现代化学工业的“基本功”,通俗来讲,就是把一氧化碳“接入”烯烃分子,生成酸、酯、醇类化合物。醋酸、增塑剂醇、香料、医药中间体等一大批产品,都依托这一反应搭建而成。当前工业主流路线依赖铑、铱等贵金属,搭配有机配体使用,存在体系复杂、工序繁琐、成本偏高、催化剂与产物分离难度大等特点。

  此次公布的研究成果,实现了水参与下分子筛催化丙烯羰基化制异丁酸、乙烯羰基化制丙酸两项新反应,并揭示一条基础规律——分子筛孔道的位置与尺寸,直接决定催化效果。研究证明,孔道微环境本身就是调控反应路径的“核心密码”,催化选择性不再依赖反复调试配方试错,而是可以通过孔道几何结构预先设计、精准指定。

  研究团队介绍,分子筛是一类具有有序多孔结构的晶体材料,孔道精度达到分子级别,自带分子筛分能力,可将尺寸、形态不匹配的分子阻隔在外,在石油炼制、气体分离、绿色化工领域有着重要价值。

  此前,刘中民院士团队已将分子筛用于二甲醚羰基化,实现无水乙醇的大规模工业化生产,开辟了一条绿色制乙醇新路线。

  循着这条工业化路径,团队历经近三年攻关,借助分子筛独特的限域效应,成功实现两项无金属、无配体的分子筛催化新反应:水参与丙烯羰基化生成异丁酸、乙烯羰基化生成丙酸。

  据介绍,该成果为可反向预测、理性设计新化工过程的分子筛羰基化搭建了普适框架。下一步,团队将推进实验室反应的工艺放大,推动分子筛羰基化技术走向产业一线。

  相关成果于北京时间10月21日在线发表于国际学术期刊《自然》。

【纠错】 【责任编辑:冯粒】