近日，华东理工大学催化反应工程团队在《纳米研究》（Nano Research）上发表最新研究，系统揭示了丙烯在金催化剂上氢氧化生成丙烯醛的反应机理与动力学行为。该研究不仅明确了氢气在反应中的促进作用，还确定了反应速控步骤，为高效金催化剂的设计提供了重要理论依据。

    丙烯环氧丙烷（PO）是重要的化工中间体，其绿色合成一直备受关注。金-钛双功能催化剂在丙烯与氢气、氧气直接环氧化反应中表现出良好潜力，但副反应——尤其是丙烯醛的生成机制尚不明确。该团队通过多种表征手段、H₂/D₂同位素交换、动力学实验与模型判别，系统研究了丙烯在Au/未焙烧TS-1催化剂（Au/TS-1-B）上的氢氧化行为。

    研究发现，氢气显著促进丙烯醛的生成，而钛位点并非该反应的必要活性中心。反应主要通过两步进行：丙烯在OOH物种辅助下脱氢生成C₃H₅中间体，随后C₃H₅被OOH氧化为丙烯醛。动力学模型进一步表明，第二步反应为速控步骤，相关模型与实验数据吻合最佳。

    该研究不仅深化了对丙烯氢氧化反应机理的理解，也为设计高选择性金基催化剂、优化丙烯环氧化工艺提供了重要指导。

    本工作得到了国家自然科学基金重点项目和国家重点研发计划项目支持。

论文信息：

Wei Du et al., Nano Research, 2024, 17(1), 354–363.

https://doi.org/10.1007/s12274-023-5980-8