NASICON基催化材料上甲醇直接氧化制聚甲氧基二甲醚研究OA
Research on direct oxidation of methanol to polyoxymethylene dimethyl ethers over NASICON-based catalytic materials
聚甲氧基二甲醚(DMMx)是一种极具前景的清洁柴油添加剂.相比于传统的醇醛缩合路线,以甲醇为原料通过一步法氧化直接制取DMMx是一条优势显著的绿色合成路线.由于反应的复杂性,存在氧化深度与C-O链增长效率之间的平衡问题,因此,催化剂设计需满足多功能活性位点的协同需求,即催化剂应具备适度的氧化活性、适宜的酸强度分布以及两者之间的良好协同.针对以上挑战,本研究设计了一种硫酸改性的钼掺杂NASICON催化剂,该催化剂在甲醇一步氧化合成DMMx反应中表现出较好的催化活性.在NSC-Mo-0.5-30%催化剂上,甲醇转化率为81.3%,DMMx的选择性达58.7%,并且实现了更大分子的合成,DMM2-6选择性为11.3%.NH3-TPD、Py-IR和XPS结果表明,钼的引入增加了弱Lewis酸位点,而硫酸浸渍不仅构建了梯度分布的Brønsted酸位点,同时促进了Mo5+/Mo6+氧化还原对的生成,两者的共同作用明显促进了催化剂性能的提升.
Polyoxymethylene dimethyl ethers(DMMx)are highly promising clean diesel additives.Compared to the traditional aldol condensation route,the one-step oxidative method for producing DMMx directly from methanol is a green synthesis route offering significant advantages.However,due to the complexity of the reaction,a balance must be struck between oxidation depth and C-O chain growth efficiency.This imposes specific requirements on the design of catalysts with multifunctional active sites:the catalyst should possess appropriate oxidative activity,suitable acid strength distribution,and effective synergy between these two functions.To address these challenges,this study designed a sulfuric acid-modified molybdenum-doped NASICON catalyst,which demonstrated favorable catalytic performance in the one-step oxidative synthesis of DMMx from methanol.Over the NSC-Mo-0.5-30%catalyst,methanol conversion rate of 81.3%and the DMMx selectivity of 58.7%were achieved,along with the formation of heavier molecules,as evidenced by the DMM2-6 selectivity of 11.3%.The NH3-TPD,Py-IR and XPS results indicate that the introduction of molybdenum increases the number of weak Lewis acid sites,while sulfuric acid impregnation not only generates gradient-distributed Brønsted acid sites but also promotes the formation of Mo5+/Mo6+redox pairs.The cooperation of the two types of active sites significantly enhances catalyst performance.
程义涛;王夏青;高秀娟;宋法恩;王晓星;武应全;张俊峰;韩怡卓;张清德
中国科学院山西煤炭化学研究所 煤炭高效低碳利用全国重点实验室,山西太原 030001||中国科学院大学,北京 100049中国科学院山西煤炭化学研究所 煤炭高效低碳利用全国重点实验室,山西太原 030001||中国科学院大学,北京 100049中国科学院山西煤炭化学研究所 煤炭高效低碳利用全国重点实验室,山西太原 030001中国科学院山西煤炭化学研究所 煤炭高效低碳利用全国重点实验室,山西太原 030001中国科学院山西煤炭化学研究所 煤炭高效低碳利用全国重点实验室,山西太原 030001中国科学院山西煤炭化学研究所 煤炭高效低碳利用全国重点实验室,山西太原 030001中国科学院山西煤炭化学研究所 煤炭高效低碳利用全国重点实验室,山西太原 030001中国科学院山西煤炭化学研究所 煤炭高效低碳利用全国重点实验室,山西太原 030001中国科学院山西煤炭化学研究所 煤炭高效低碳利用全国重点实验室,山西太原 030001
化学化工
甲醇NASICON材料聚甲氧基二甲醚C-O链增长氧化
methanolNASICON materialpolyoxymethylene dimethyl ethersC-O chain growthoxidation
《燃料化学学报(中英文)》 2026 (5)
125-137,13
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