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有机硅单体合成催化剂机理明晰

  日前,记者从华东理工大学获悉,该校龚学庆教授团队和中科院过程工程研究所苏发兵研究员团队合作,合成了具有丰富PN异质结构的ZnO/CuO纳米复合材料,并揭示了其协同作用机制,有助于有机硅单体的合成催化剂的研制和调控。

  有机硅材料结合了硅的无机性能和有机材料的性能。二甲基二氯硅烷(M2)作为合成有机硅材料用量最大的单体原料,在工业上是通过氯甲烷和硅粉在铜基催化材料作用下生产得到的。

  然而,该反应在得到M₂的同时,还会产生大量副产物,约占产物含量的15%~20%,因此,提高M₂的选择性和收率一直以来都是工业界和学术界长期关注的热点和难点。尽管已有的研究已经发现,在铜基催化剂中添加Zn基助剂可以提升M₂的选择性和收率,同时工业上也采用Zn粉作为助催化剂使用,但由于该反应本身和催化剂结构的复杂性,其协同催化机制迄今为止仍不明晰。

  此次研究发现,ZnO/Cu2O纳米复合材料显示出更高的M₂选择性和收率,其中ZnO/Cu₂O{100}复合材料的提升幅度最大,具有最高的M₂选择性和收率。

  该工作不仅揭示了Cu/Zn主—助催化剂在微观尺度上的协同作用机制,提供了一种通过调控异质界面结构来提高反应选择性的策略,有助于新型铜基催化剂的研制及工业主—助催化剂的调控。

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