我科学家开辟化工绿色生产新路径

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来源：光明日报

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本报北京10月27日电（记者崔兴毅）

有机玻璃、医疗香料、塑料增塑剂……这些日常生活中随处可见的产品，背后都离不开一类关键化工反应——羰基化反应。过去通过羰基化反应制造这些化学品，高度依赖昂贵的贵金属催化剂，生产成本高、分离处理麻烦。中国科学院大连化学物理研究所刘中民院士团队取得的新突破，有望改变这一局面——实现分子筛直接催化烯烃羰基化全新化学反应，不需要贵金属，也不用复杂化学助剂，为化工生产降成本、减污染开辟出全新的技术路线。相关成果于近日发表。

羰基化是现代化工行业非常基础的一类反应。简单讲，就是把一氧化碳和烯烃等底物分子结合，制造出各类酸、酯、醇等含羰基的化工产品。100多年来，工业上实现这类反应大多要用到铑、铱等稀有昂贵金属，整套工艺复杂，催化剂和成品很难分开，不仅推高生产成本，也会带来不少处理难题。

分子筛是一种布满微小孔洞的晶体材料，孔洞精细到分子大小，化工厂里常用它筛选分离不同分子。而这次研究证明，分子筛不只是“过滤器”，它本身就可以独立充当催化剂。

科研团队经过近3年攻关，利用分子筛内部孔洞的特殊空间效应，实现两项新化学反应：有水参与条件下，丙烯转化为异丁酸，乙烯转化为丙酸——整个过程完全不用贵金属和有机配体，同时分子筛还能抑制无效副反应；作为固体材料，催化剂和生产产物天然属于两种不同物态，后续分离回收简单很多，解决了传统工艺一大痛点。

此外，研究还发现一条新规律，即分子筛孔洞不同位置就像一个个精密开关，十元环孔口位点适合加工丙烯，八元环位点适配乙烯。调整分子筛孔洞结构，就能提前控制化学反应走向，不再需要反复调配昂贵金属试剂去“试错”。这给未来设计新化工工艺提供了清晰底层逻辑，有望反过来预判、设计出新的化工生产流程。