《金屬卟啉仿生催化烷烯混烴共氧化的性能及作用機制》是依託中山大學，由周賢太擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：金屬卟啉仿生催化烷烯混烴共氧化的性能及作用機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周賢太
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
高效催化碳氫化合物的選擇性氧化具有重要的研究意義，但在仿生催化烷烴或烯烴的直接氧化過程中，存在條件苛刻、轉化效率低、選擇性差等問題。前期研究表明烯烴的加入可同時促使烷烴和烯烴的轉化效率得到明顯提高，但是烷烴和烯烴在其仿生催化共氧化過程中的相互促進作用機制尚不明確。通過初步的機理研究，我們提出了底物自由基的相互作用是催化性能提高的可能原因，進一步的實驗表明自由基的形成及傳遞對烷烯混烴共氧化的性能有影響。.本項目擬在仿生催化烷烯混烴共氧化的基礎上，系統地對影響烷烯混烴共氧化的各種因素進行研究，並採用原位表征技術、同位素質譜、量化計算等方法，旨在闡明金屬卟啉仿生催化烷烯混烴共氧化的作用機制、烷/烯基自由基的形成及相互作用、傳遞及氧氣活化機制，獲得仿生催化烷烯混烴共氧化的共性規律。本項目有望為仿生催化烴類氧化過程中活性及選擇性增強提供更充分的科學依據，也為仿生催化烴類的氧化工業提供理論和技術基礎。
結題摘要
本項目針對催化烴類氧化中存在的條件苛刻、效率低及選擇性差等問題，開展了仿生催化烷烯混烴共氧化的化工基礎研究。項目圍繞共氧化過程中烯基和烷基自由基的形成機制、自由基的傳遞及協同作用機制、以及金屬卟啉在烷烯混烴共氧化中的催化作用及氧氣活化機制等方面的科學問題展開了系統研究，實現了烯烴如環己烯、丙烯與甲苯、二苯甲烷、正/異丁烷等烷烯混烴的共氧化過程。通過原位電子順磁共振及紫外等表征手段，闡明了烷烯混烴共氧化過程的烷基、烯基自由基的形成機理。通過動力學和同位素實驗，證實了高價活性物種的形成及催化機理，闡明了氧氣的活化機制。動力學數據進一步說明了仿生催化烷烯混烴共氧化的過程具有酶催化的特徵，其模型符合米氏動力學模型。並在理論研究的基礎上，實現了300t/a的仿生催化環己酮氧化製備-己內酯的技術工藝。通過本項目的研究，為實現烷烴、烯烴高值化利用提供了重要的思路，為烴類氧化過程中活性及選擇性增強提供更充分的科學依據，也為仿生催化烴類的氧化工業提供理論和技術基礎。
