钴氢化物介导的接连流光催化乙炔杂质半加氢组成聚合级乙烯来源：bob官方网站    发布时间：2026-01-07 14:28:23

　　在聚乙烯工业中，经过半氢化粗乙烯中的乙炔杂质来出产聚合物级乙烯具有极端重大意义。该效果报道了一种使用Co（III）氢化物介导的粗乙烯中乙炔杂质均相光催化半氢化的立异途径。经过选用Cosalen催化剂结合可见光和水，成功将乙炔杂质转化为乙烯，一起有用按捺了副反响。经过接连流战略，极大地提高了光催化功率，能够在必定程度上完结聚合级乙烯（乙炔含量小于5ppm）的接连出产，使得该催化剂体系在粗乙烯的净化中具有十分杰出的实践使用远景。此外，这种光催化活动体系在使用太阳能驱动高效加氢反响以出产高的附加价值化学品方面具有巨大的使用潜力。

　　论文通讯作者是周永丰、苏远海、李俊；一起榜首作者为戴好汉、王昱翰、王楷霖、康豪。

　　乙烯是一种高需求的化工质料，是组成塑料聚乙烯（PE）、纤维、组成橡胶、HDPE（HDPE）、聚氯乙烯（PVC）等的根底化工质料。但粗乙烯质料中含有约1%体积分数的乙炔杂质，这会严峻毒害一般用于乙烯聚合的ZieglerNatta催化剂。光催化复原供给了一种具有宽广远景的解决方案，其具有十分杰出的选择性和可继续性。但是，因为质子搬运过程缓慢，文献所报道的光催化剂活性依然很低。

　　在这项工作中，该团队提出了一种金属催化氢原子搬运途径，经过快速构成钴氢化物来促进光催化乙炔半氢化反响。以N,N-双水杨酰胺乙基钴（Cosalen）为催化剂、微量的水作为氢源，在纯乙炔下获得了99.97%的乙烯选择性，而且乙烯转化数（TON）到达了14791。对照试验标明乙炔的高效转化源自光敏剂、催化剂、牺牲剂BIH的协同效果。经过引进含有1.10 vol. %乙炔的乙烯气体，催化体系完成了99.97%的乙炔转化率和98.99%的乙烯选择性。（图1）。

　　经过结合电化学、原位光谱和密度泛函理论（DFT）计算技能，课题组细心研讨了其优异的光催化功能及其机理，证明CoIII-hydride是乙炔半氢化的要害中间体，该中间体能够与乙炔产生氢原子搬运（HAT），然后活化乙炔并驱动半加氢反响的产生。动力学剖析证明，这种HAT介导的半加氢机制比较文献报道的乙炔-络合更具优势，然后加快乙炔转化。终究完成了高选择性的乙炔半加氢（图2、3）。

　　根据对反响机制的了解，作者进一步经过引进给电子配体优化CoIII-hydride构成的热力学能垒，在纯乙炔下获得了愈加优异的乙炔到乙烯的复原反响功能，选择性挨近100%，转化数到达文献报道的最高值29401，转化频率为2.14 s-1（图4）。关于工业级粗乙烯（含~1%乙炔），该催化剂体系成功地使用可继续的太阳能和水将其转化为聚合级乙烯质料，使得残留乙炔浓度低于5 ppm，一切副反响均得到按捺。

　　接连流战略的使用将出产聚合级乙烯的反响时间从间歇工艺的8小时缩短至35分钟，含有1.10 vol％乙炔的粗乙烯在接连流光反响器中可在长期（如50小时）内接连安稳地转化为聚合级乙烯，使得该催化剂体系在粗乙烯的净化中具有十分杰出的实践使用远景（图5）。这项光催化技能的更广泛影响不只将为具有商业经济价值的炔烃半氢化反响供给名贵的蓝图，还将凸显接连流光化学在高效化学组成中的重要使用。