新聞網(wǎng)訊 近日,我校材料科學(xué)與工程學(xué)院,能源與環(huán)境材料研究院李星運(yùn)教授,與東北電力大學(xué)王柏林教授,北京大學(xué)馬丁院士合作,在Nature Communications期刊發(fā)表了在催化制備PVC單體氯乙烯中的最新研究成果:“Built-in tandem catalysis in hierarchical pores for efficient vinyl chloride production”(Nat. Commun., 2026, DOI: 10.1038/s41467-026-70329-y)。

二氯乙烷(EDC)-乙炔串聯(lián)(EAC)反應(yīng)是制備PVC單體氯乙烯(VCM)的潛在路線(xiàn),但該反應(yīng)仍停留于基礎(chǔ)研究階段,這可歸因于EAC包含吸熱的EDC脫HCl與放熱的乙炔氫氯化兩步,熱需求相反且產(chǎn)物VCM與C2H2存在競(jìng)爭(zhēng)吸附,傳統(tǒng)雙反應(yīng)器或分層催化劑床存在中間體傳遞低效、時(shí)空匹配難等問(wèn)題。我們研究團(tuán)隊(duì)基于C2H2與VCM的吸附能梯度設(shè)計(jì)活性位點(diǎn)成功開(kāi)發(fā)了一條嶄新的等級(jí)孔內(nèi)置串聯(lián)接力催化體系,借助毛細(xì)管驅(qū)動(dòng)、離子液體輔助的選擇性孔道填充策略,將單一碳材料大、中、微孔中精準(zhǔn)限域Ru、Ru-Cu、Au-Ru活性位點(diǎn)。隨著反應(yīng)氣流大-中-微孔擴(kuò)散順序,驅(qū)動(dòng)了“大孔EDC脫HCl—介孔自由基加成—微孔乙炔氫氯化”定向級(jí)聯(lián)反應(yīng)路徑,實(shí)現(xiàn)了乙炔轉(zhuǎn)化率接近熱力學(xué)極限,并且反應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)行1200 h。