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研究人员透露，乙烯酮转化为低碳烯烃反应网络及机制

研发家 | 2025-06-01

华东理工大学教授王海丰研究小组揭露了与孔道类型相关的乙烯酮(CH2)CO)转化为低碳烯烃反应网络，为CH2CO催化转化学提供了定量机制，有利于高效分子筛催化剂的设计。最近，《美国化学会志》发表了相关研究。

双功能金属氧化物-分子筛分(OX-ZEO)催化剂因其优异的选择性，将合成气转化为低碳烯烃而受到广泛关注。其中，分子筛成分可以打破传统费托合成中的安卓。-Schulz-Flory(ASF)分布，实现低碳烯烃的高选择性生成。

研究发现，氧化物产生的CH2CO可以扩散到分子筛中，进一步转化为低碳烯烃，作为反应的关键中间体。但CH2CO在原子角度如何转化为低碳烯烃的微观机制尚不清楚，阻碍了OX-ZEO催化剂的优化。

为了解决这个问题，研究小组专注于丝光沸石(MOR)探索分子筛。结果表明，CH2CO的转换遵循Br?Nsted酸(B酸)位点引起的自催化过程，涉及反应中间体的形成和后续的催化转换，在十二元环(12MR)和八元环侧袋(8MR)方面具有不同的特点。研究小组进一步分析发现，这种反应机制与产品选择性的差异归因于8MR较小的孔道结构对环/长链中间体的形成所施加的热学和动力学限制。

根据第一性原理微观动力学模拟数据，虽然8MR对CH2CO转换有很高的自由能垒，但8MR更容易成为低碳烯烃形成的关键活性位点，因为它对CH2CO压力的依赖性较低。同时，该工作还明确了影响低碳烯烃选择性和活性的重要因素，为优化MOR催化剂提供了理论意见。