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本報(bào)訊 傳統(tǒng)酚類(lèi)化合物的工業(yè)生產(chǎn)往往高能耗、高污染，且生產(chǎn)中還存在過(guò)度氧化以及收率低、副產(chǎn)物多等問(wèn)題。現(xiàn)在這些酚類(lèi)化合物有望采用雙氧水等清潔氧源，通過(guò)環(huán)境友好的苯羥基化反應(yīng)一步制備，而不像傳統(tǒng)方法需要繁瑣的多個(gè)反應(yīng)步驟，能耗大、高污染、收率低（傳統(tǒng)方法收率只有5%）。這是南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和化工學(xué)院教授王軍、副教授周瑜和新加坡國(guó)立大學(xué)教授顏寧合作，在沸石分子篩催化的芳烴羥基化制備酚類(lèi)化合物的反應(yīng)中取得的重要成果，相關(guān)論文近日刊登于《自然—通訊》。

據(jù)周瑜介紹，苯是惰性底物，而產(chǎn)物苯酚比底物苯更活潑，以往傳統(tǒng)方法制備苯酚時(shí)，在產(chǎn)生苯酚的過(guò)程中，還會(huì)繼續(xù)對(duì)苯酚氧化，從而發(fā)生一系列嚴(yán)重副反應(yīng)并產(chǎn)生一些不良副產(chǎn)物，并且使用傳統(tǒng)催化劑的利用率不高，反應(yīng)時(shí)間往往長(zhǎng)達(dá)十至數(shù)十個(gè)小時(shí)，難以滿(mǎn)足工業(yè)催化的需求。王軍課題組采用創(chuàng)新方法，制備一種含釩、硅、氧三種元素的沸石分子篩（有規(guī)整的孔洞，接觸面積大，有利于高效快速地反應(yīng)）催化劑，用于苯與雙氧水發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)中，生成苯酚等酚類(lèi)物質(zhì)。

這一新型催化劑的應(yīng)用，使得雙氧水與苯反應(yīng)產(chǎn)生苯酚時(shí)，不會(huì)再與比較活潑的苯酚發(fā)生不良副反應(yīng)、產(chǎn)生不良副產(chǎn)物，而是讓雙氧水“定向”只與苯發(fā)生反應(yīng)，直接一步制備出苯酚來(lái)，獲得純的苯酚的收率極高——苯酚收率和雙氧水利用率均高達(dá)30%以上，且反應(yīng)過(guò)程中只產(chǎn)生水，而沒(méi)有其他廢棄物及其他污染排放。這種新型催化劑并非由五價(jià)變?yōu)樗膬r(jià)產(chǎn)生自由基而引發(fā)反應(yīng)，而是在反應(yīng)中不需變價(jià)，經(jīng)歷一個(gè)非自由基的快速反應(yīng)生成酚類(lèi)，從而實(shí)現(xiàn)了該反應(yīng)的瞬間發(fā)生，反應(yīng)時(shí)間小于30秒，極大地提高了獲得苯酚的效率。

據(jù)悉，這一催化劑在芳環(huán)羥基化反應(yīng)中具有極高效率，有望實(shí)現(xiàn)苯酚等酚類(lèi)化合物的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，顯示出重要的潛在工業(yè)應(yīng)用前景。這一催化劑的創(chuàng)新制備方法，還具有廣泛的普適性，能夠進(jìn)一步構(gòu)筑出含有鐵、銅、錳等元素的沸石分子篩，制備出高效的多相催化劑，有希望實(shí)現(xiàn)其他種類(lèi)化學(xué)品的綠色生產(chǎn)。（周偉 溫才妃）

2018年9月11日 《中國(guó)科學(xué)報(bào)》第8版：http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2018/9/339026.shtm