将催化剂性能提升10余倍

将催化剂性能提升10余倍，大幅降低增塑剂生产成本。中国科学院上海高等研究院王慧研究员团队日前在烯烃羰基化低碳催化研究中成功合成具有碳空位的CoC催化剂。这是上海低碳技术创新功能型平台联合中国科学院上海高等研究院继突破高碳烯烃氢甲酰化连续化反应工艺关键技术之后取得的又一重要成果。该平台由松江区政府与中国科学院上海高等研究院共同发起设立。

烯烃氢甲酰化反应中得到的醛，是生产增塑剂、洗涤剂、涂料、药物等大宗生活用品的重要基础化工原料，通过其生成的化学品年产量已超过2000万吨。作为目前主流的氢甲酰化催化剂，贵金属铑Rh不具备成本优势，而丰产金属钴Co则因其固有的低活性与低稳定性发展缓慢。

为解决此问题，王慧研究员团队通过合成具有碳空位的CoC催化剂，成功构建了Co-Cv-Co-C对称破缺活性位点，将烯烃氢甲酰化反应性能提升10余倍，催化剂生产成本降低90%以上。通过发展高效催化剂，研究有望实现将低成本、高储量的丰产金属替代几乎全部依赖进口、价格昂贵的贵金属铑。“研究中所开发的催化剂，具有较高的工业价值、成本优势和市场潜力，同时也将为我国的节能减排以及碳中和作出贡献。”研究团队成员刘晓放说。

在此次研究进程中，上海低碳技术创新功能型平台参与并支持了相关的分析表征与关键反应过程中的理论计算。通过利用原位XRD（X射线衍射）和原位红外光谱对催化剂结构变化和中间反应产物进行详细解析，并依托分析测试平台与“超级计算机”优质资源支持，以DFT（密度泛函理论）计算建立相关模型，进一步揭示了反应机理。

据介绍，上海低碳技术创新功能型平台由松江区政府与中国科学院上海高等研究院于2017年发起成立，并于2022年获得由中国合格评定国家认可委员会（CNAS）颁发的实验室认可证书，是上海市建设的研发与转化功能型平台之一。该平台专注于低碳产业共性关键技术研发，以技术引领产业转型，推动以低碳化、碳循环、去碳化为内涵的低碳能源技术创新、技术服务和技术孵化。通过研发、资本和工程化的融合，打通低碳科技成果转化“最后一公里”。