來源：中國江蘇網(wǎng)

塑料制品在我們日常生活中隨處可見,應用極其廣泛。但作為生產(chǎn)塑料制成品的原材料苯酚等,其工業(yè)生產(chǎn)過程卻往往是高能耗和高污染的,而且生產(chǎn)中還存在過度氧化以及收率低、不良副產(chǎn)物多等問題。近日,南京工業(yè)大學專家在沸石分子篩催化的芳烴羥基化制備酚類化合物反應中取得重要成果,有助于綠色生產(chǎn)塑料制品,相關論文刊登于《自然通訊》。

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,可以用于制備殺蟲劑、農(nóng)藥、塑料、染料、藥物、聚合物,等等。能源和環(huán)境的迫切壓力,要求發(fā)展綠色化學過程,在工業(yè)生產(chǎn)過程中迫切需要使用高選擇性、高原子利用率的新催化工藝,而這一發(fā)展,主要依賴于新催化材料的研制與開發(fā)。

為打破其生產(chǎn)過程高能耗和高污染的瓶頸,南京工業(yè)大學材料化學工程國家重點實驗室和化工學院王軍教授、周瑜副教授,聯(lián)手新加坡國立大學顏寧教授,采用雙氧水等清潔氧源,通過環(huán)境友好的苯羥基化反應,、環(huán)保地直接一步制備出酚類化合物,而不像傳統(tǒng)方法需要繁瑣的多個反應步驟,并且能耗大、高污染、收率低。

“苯是惰性底物,而其產(chǎn)物苯酚比苯更活潑,以往制備苯酚時,在產(chǎn)生苯酚的過程中,還會繼續(xù)對苯酚氧化,從而發(fā)生一系列嚴重副反應。”周瑜副教授介紹說,使用傳統(tǒng)催化劑的利用率不高,反應時間往往長達十至數(shù)十個小時,難以滿足工業(yè)催化的需求。“我們課題組采用創(chuàng)新方法,制備出含釩、硅、氧三種元素的沸石分子篩催化劑。利用這一新型催化劑,使得雙氧水與苯反應產(chǎn)生苯酚時,不會再與比較活潑的苯酚發(fā)生不良副反應、產(chǎn)生不良副產(chǎn)物。”

該課題組研發(fā)的新型催化劑,讓雙氧水“定向”只與苯發(fā)生反應,直接一步制備出苯酚來,獲得純苯酚的收率*。在反應過程中,只產(chǎn)生水,而沒有其他廢棄物及其他污染排放,可謂綠色環(huán)保。而且這種新型催化劑,可實現(xiàn)反應的瞬間發(fā)生,極大地提高了獲得苯酚的效率。

利用這一催化劑,有望實現(xiàn)苯酚等酚類化合物的工業(yè)化綠色生產(chǎn),從而代替原有高能耗、高污染的路徑,達到節(jié)能減排,可持續(xù)發(fā)展的化工過程,因此有著重要的工業(yè)應用前景。

有趣的是,這種催化劑的創(chuàng)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,譬如含鐵、銅、錳等元素的沸石分子篩,制備出的多相催化劑,對于其它種類化學品實現(xiàn)綠色生產(chǎn)大有裨益。