近日，中国科学院山西煤炭化学研究所张斌研究员团队在α-烯烃氢甲酰化中取得新进展。研究成果以“Mo₂C Morphology Dependence in Co-Mo₂C Interface Structure Evaluation for Boosting α-Olefin Hydroformylation”为题发表于催化领域知名期刊《ACS Catalysis》。
煤炭或生物质气化生成的合成气经铁基费托合成可获得一系列不同碳数的α-烯烃。这些α-烯烃进一步与合成气经氢甲酰化反应可得长链脂肪醛——这是制备香料、药物、表面活性剂等产品的重要原料，也被视为推动煤化工向“精细化、高值化”转型的新方向。
然而，目前工业上广泛使用的的铑（Rh）、钴（Co）基均相催化剂，常面临反应条件严苛、反应后底物与催化剂难分离等问题。相比之下，价格更低的钴基催化剂应用潜力更大。但与铑催化剂相比，负载型钴基催化剂的活性通常较低，且在反应中容易因CO等分子的强配位作用而流失，稳定性欠佳。
针对此难题，研究团队提出构筑钴-碳化钼界面（Co-Mo₂C）界面新思路，通过控制碳化钼的形貌和厚度来优化界面结构。结果发现：
1）部分氧化Mo₂C纳米颗粒和钴颗粒形成高活性的Co-MoOx界面位点，可显著降低CO插入能垒，其1-己烯氢甲酰化比活达到21.4molheptanal/molCo/h，是传统Co/CNF催化剂的10.7倍；
2）Mo₂C纳米薄膜能够进一步促进钴原子的分散，形成Co-Mo₂C界面位点，该位点具有极为稳定的Co-C和Co-Mo键，能够显著抑制钴的析出，提高催化剂的稳定性。
该项研究不仅为设计高效、稳定的钴基氢甲酰化多相催化剂提供了新思路，也为煤炭资源的高附加值转化提供了可行的技术路线，有望推动相关精细化学品产业的绿色升级。
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