关于在基于NASICON的催化材料上直接将甲醇氧化为聚氧亚甲基二甲醚的研究

《Journal of Fuel Chemistry and Technology》：Research on direct oxidation of methanol to polyoxymethylene dimethyl ethers over NASICON-based catalytic materials

　　

程一涛|王晓青|高秀娟|宋帆|王晓星|吴英权|张俊峰|韩一卓|张庆德

中国科学院煤炭化学研究所煤炭转化国家重点实验室，中国太原 030001

摘要

聚氧亚甲基二甲醚（DMM_x）是一种极具前景的清洁柴油添加剂。与传统醛醇缩合路线相比，直接从甲醇一步氧化制备DMM_x的绿色合成方法具有显著优势。然而，由于反应的复杂性，必须在氧化程度和C–O链生长效率之间取得平衡。这对具有多功能活性位点的催化剂设计提出了特定要求：催化剂应具备适当的氧化活性、合适的酸强度分布以及这两种功能之间的有效协同作用。为应对这些挑战，本研究设计了一种硫酸改性的掺钼NASICON催化剂，该催化剂在甲醇一步氧化合成DMM_x的过程中表现出良好的催化性能。使用NSC-Mo-0.5-30%催化剂时，甲醇转化率达到81.3%，DMM_x的选择性为58.7%，同时还生成了更重的分子（如DMM_2–6的选择性为11.3%）。NH₃-TPD、Py-IR和XPS结果表明，掺入钼增加了弱路易斯酸位点的数量，而硫酸浸渍不仅生成了梯度分布的布伦斯特酸位点，还促进了Mo⁵⁺/Mo⁶⁺氧化还原对的形成。这两种类型活性位点的协同作用显著提升了催化剂的性能。

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