我所揭示分子筛催化乙烯酮转化制汽油反应机制

近日，我所碳基能源纳米材料研究组（DNL2102组）包信和院士、潘秀莲研究员团队，与固体核磁共振及前沿应用研究组（510组）侯广进研究员团队合作，在分子筛催化乙烯酮制汽油反应机理的研究方面取得新进展。

　　包信和、潘秀莲团队于2016年提出金属氧化物和分子筛耦合的双功能OXZEO^®催化剂设计概念，并通过同步辐射真空紫外光电离质谱在合成气转化过程中检测到乙烯酮中间体，并进一步在SAPO-34限域孔道内转化为低碳烯烃（Science，2016）。随后，团队发现乙烯酮在丝光沸石（MOR）上高选择性地生成乙烯（Angew. Chem. Int. Ed.，2018）。虽然最近几年乙烯酮也被识别为其他分子筛催化C1化学的中间体，包括二甲醚羰基化制乙酸甲酯、甲醇制烃类和CO₂加氢制烃类，但是关于其转化反应机理仍缺乏实验研究。

　　本工作通过反应动力学，结合原位红外光谱和固体核磁共振技术研究了H-SAPO-11催化乙烯酮转化生成汽油的反应路径，结果显示，乙烯酮在分子筛上极易发生质子化或二聚后再发生质子化，并经过乙酸酮基化或乙酰乙酸脱羧两条反应路径生成丁烯，并进一步转化成为汽油。

　　相关研究成果以“Chemistry of Ketene Transformation to Gasoline Catalyzed by H SAPO-11”为题，发表在《美国化学会志》（The Journal of the American Chemical Society）上。该工作的共同第一作者是我所DNL2102组博士后张阳和510组高攀副研究员。该研究得到了国家科技部、国家自然科学基金、辽宁省兴辽英才计划、国家博士后国际交流引进计划、国家博士后创新人才支持计划、中国博士后科学基金、中科院特别研究助理等项目的资助。（文/图 张阳、高攀）

　　文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c03478