您的位置:365bet体育在线滚球 > 天下奇观 > 化学所在环己酮加氢合成丁酮方面获取突破性进

化学所在环己酮加氢合成丁酮方面获取突破性进

发布时间:2019-07-24 02:07编辑:天下奇观浏览(101)

    随着世界经济的快速发展,全球的生态环境急剧恶化,资源短缺日趋严重,人类正面临着前所未有的生存危机。如何实现可持续发展已成为人类社会的重大问题。为妥善解决经济、资源和环境之间的尖锐矛盾,近年来,以从源头上消除污染、节省资源为核心的绿色化学引起人们的普遍关注。提高反应的速率和选择性、采用无毒无害的溶剂是绿色化学的重要内容。

    绿色化学:为环境保护源头供给

    环己酮是具有许多用途的化工原料,主要用于制备合成纤维尼龙6及尼龙66, 还可用作医药、涂料、染料等精细化学品的重要中间体。苯酚加氢是制备环己酮的一条重要的途径。由于一般催化剂在温和条件下活性低,并且环己酮容易进一步加氢生成环己醇等副产物,因此,在温和条件下高效、高选择性地合成环己酮一直是挑战性难题。

    图片 1

    在国家自然科学基金委员会、国家科技部和中国科学院的大力支持下,中国科学院化学研究所胶体、界面与化学热力学院重点实验室的研究人员发现路易斯酸和普通商业负载型钯催化剂对于催化该反应具有良好的协同作用,并在分子间相互作用和动力学研究的基础上提出了协同作用机理。路易斯酸不仅可以大幅度提高苯酚加氢生成环己酮的反应速度,而且可以有效地抑制环己酮被进一步加氢生成副产物的反应,因此,在温和条件下可高效地将苯酚转化为环己酮,苯酚转化率和环己酮选择性可同时接近100%。这不仅将反应物全部转化为产品,提高了原料的利用率,而且简化了后续分离过程。进一步研究发现,在超临界CO2中进行此反应,不仅反应速度更快、反应过程更清洁、产物分离更简单,而且反应效率可以通过反应体系的相行为进行调控。

    钯-路易斯酸双功能催化剂协同催化苯酚选择性加氢制备环己酮

    这一成果开辟了高效、清洁制备环己酮的新途径。该工作发表于近期《科学》杂志(Science, 2009, 326, 1250-1252.)。

    图片 2

    图片 3

    图片 4

    图1. 苯酚加氢的一般反应途径

    纤维素膜清洁生产新工艺生产的纤维素膜。

    图片 5

    ■本报记者 甘晓 通讯员 李丹

    图2. 路易斯酸与钯协同催化苯酚加氢生成环己酮和路易斯酸稳定环己酮示意图

    随着经济发展新常态的深入,我国从东到西渐次进入由高速粗放式发展到中高速、中高端的转型期,经济社会发展对环境保护的需求日益增加。

    胶体、界面与化学热力学院重点实验室

    为保证环境保护中的“源头”供给,中科院化学所充分发挥多学科交叉优势,大力发展绿色化学研究方向,为国家环境保护事业贡献了高科技的力量。

    2009年11月30日

    国际纯粹与应用化学联合会绿色化学分会前主席、中科院院士、化学所韩布兴研究员认为,绿色化学是化学学科发展的必然趋势,是实现化学工业可持续发展的必然途径。“这要求人们重新考虑传统的化学化工问题。”他告诉《中国科学报》记者。

    绿色化学是一门新兴学科,尽管中科院化学所建所之初并没有专门布局绿色化学,但六十年来,在研究人员的努力下,化学所已经形成了完备的支撑绿色化学发展的学科基础。

    1956年建所之初,化学所便开展了化学热力学与热化学研究,早期主要从事量热学和热化学方面的研究。上世纪80年代后,研究范围不断拓宽至生物热化学、电化学热力学、高温高压相平衡热力学、非平衡态热力学等方面。

    在研究人员们看来,这为如今围绕绿色溶剂体系开展研究奠定了坚实的学科基础。

    而以可见光催化降解有机污染物的研究则建立在光化学学科基础上。自20世纪70年代末起,当时的感光化学所光化学实验室就在有机光化学、生物光化学、光电化学等方面开创了国内先河。1999年,感光化学研究所的光化学实验室经过整合调整后,成为化学所的院重点实验室。

    2006年,根据时代发展的新要求,化学所将能源与绿色化学定位为研究所的重点发展方向之一。化学所副所长范青华表示:“如果没有研究所长久以来的学科积淀,绿色化学便不能发展到今天。”

    无机化学、有机化学、环境、生物、物理……绿色化学的发展不仅要依赖化学学科的不同分支,也深入涉及其他多个相关学科。在化学所,绿色化学领域许多令人振奋的研究成果出自学科交叉点上。

    例如,在绿色化学与有机化学交叉领域,罗三中课题组受自然界生物催化的启发,开发了被誉为“罗-程催化剂”的仿生伯胺催化剂体系。

    韩布兴课题组则在绿色溶剂研究上,实现了多种清洁高效化学反应,发展了一系列利用绿色溶剂体系的特种合成材料的新方法。在此基础上,2009年,研究人员发现了路易斯酸和钯可协同催化苯酚加氢生成环己酮反应,解决了传统反应路线效率低、选择性差这一挑战性难题。

    此外,葛茂发课题组设计制备了一系列治理环境污染的绿色材料。例如,针对大气挥发性有机物催化降解,实现了室温条件下甲醛的快速消除。

    正是与相关学科的互相渗透和交叉,让化学所绿色化学学科不断开创新的局面。

    把科研成果“写”在祖国大地上

    有了学科发展为基础,化学所绿色化学研究者一直致力于让科研成果在环境保护中发挥真正的作用。

    光催化水净化项目便是一项既有科技含量,又有实用价值的示范工程。基于对有毒难降解有机污染物光催化降解、光催化反应的扎实研究,赵进才院士团队研制了光催化水净化反应的小试设备。据赵进才介绍,随后,研究人员主动与企业合作建立了光催化水净化工程技术研究中心,直接连接了企业实际废水管道,设计处理量达到100吨/日。“目前,已经完成设备的加工及山东、内蒙古等地示范工程的建设。”研究人员对该项目的进展感到颇为欣喜。

    纤维素加工新技术则是另一项典范。张军研究员团队针对纤维素加工利用中存在工艺复杂、环境污染严重等问题,设计合成了一系列溶解纤维素的绿色溶剂。研究人员还开发了一系列纤维素加工和功能化的高效、清洁生产新工艺和新技术,并在国内纤维素行业龙头企业获得实施。

    “目前,我们与国内最大的纤维素膜生产企业合作的‘纤维素膜清洁生产新工艺’已经通过技术鉴定,完成了工业化试验,进入产业化实施阶段。”张军表示。

    研究人员相信,绿色化学的深入研究不仅能促进化学学科以新的思路向前发展,在解决经济、资源、环境三者矛盾的过程中,也将扮演越来越重要的角色。

    《中国科学报》 (2016-09-12 第6版 院所)

    本文由365bet体育在线滚球发布于天下奇观,转载请注明出处:化学所在环己酮加氢合成丁酮方面获取突破性进

    关键词: 365bet官网

上一篇:化学与成员科学高校

下一篇:没有了