【作者】 徐忠宁； 彭思艳； 吕冬梅； 谭洪梓； 陈青松； 郭国聪；

【Author】 Zhong-Ning Xu;Si-Yan Peng;Dong-Mei Lv;Hong-Zi Tan;Qing-Song Chen;Guo-Cong Guo;State Key Laboratory of Structural Chemistry, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences;

【机构】 中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室；

【摘要】 乙二醇是一类大宗化学品,我国年需求量约1200万吨,其中进口超过800万吨。传统的乙二醇生产是采用石油技术路线,与我国"缺油、少气、煤炭相对丰富"的资源特点不相符合,因此,我国重视煤制乙二醇技术的研发。从上世纪60年代至2008年,由于催化剂未获得突破,国际上煤制乙二醇技术未能实现产业化。至2009年,福建物构所突破了催化剂关键技术,与企业一起率先建成了世界首套20万吨煤制乙二醇工业装置,从而实现一代煤制乙二醇技术的开发和生产。在煤制乙二醇技术中CO酯化反应是实现无机碳到有机碳转化的关键步骤,是一个较为通用的催化过程,深入研究CO高效酯化的纳米催化技术及应用意义重大。CO酯化产物有草酸二甲酯（DMO）、碳酸二甲酯（DMC）、甲酸甲酯（MF）等,实现CO高效、高选择性酯化的关键是催化剂。针对CO高效酯化制DMO的催化剂,一代煤制乙二醇催化剂中贵金属Pd负载量为2%,致使成本大大增加,通过催化剂纳米化研究,首次揭示并证实了Pd纳米晶裸露的（111）面是CO高效酯化制DMO的择优晶面,进一步发展了Pd（111）晶面的浸渍-液相可控还原法和室温还原原位负载法两种纳米催化剂制备新技术,在晶面效应和协同效应的共同作用下,贵金属Pd负载量由一代催化剂的2%下降至0.13%,下降了93%;发现增强载体的Lewis碱性可以提高催化剂性能,发现Mg掺杂到ZnO载体中可以增强催化剂稳定性。与所里相关课题组形成了自主知识产权的新一代煤制乙二醇催化剂技术体系（申请专利45件,授权专利23件,申请美国发明专利1件、PCT国际发明专利1件）,并与企业合作开展千吨级中试和60万吨级工业生产装置建设,实现了新一代煤制乙二醇催化剂技术的工程产业化。针对CO高效酯化制DMC的催化剂,开发了一种高性能纳米催化剂（Pd-CuCl₂）/γ-Al₂O₃,CO转化率为99%,DMC选择性为99%;证实了氯离子是影响DMC选择性的重要因素,且氯离子和铜离子协同,既可以提高选择性,同时也可以提高活性,CuCl₂是最佳共催化剂;揭示了含氯催化剂的反应机理。针对CO高效酯化制MF的催化剂,通过创制新纳米催化剂,成功开发了气相CO酯化制MF的新方法,克服了目前工业主流的液相CO酯化制MF（BASF技术）所采用的均相催化剂甲醇钠的种种缺点,实现了催化反应过程创新,打破了国外技术垄断。更多还原