近日，中科院大連化物所甲醇制烯烴國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室劉中民院士、田鵬研究員團(tuán)隊(duì)發(fā)表了題為“Recent Progress in Methanol-to-Olefins (MTO) Catalysts”的進(jìn)展報(bào)告。

甲醇制烯烴(MTO)作為重要的C1化學(xué)反應(yīng)，為煤和天然氣等非石油資源生產(chǎn)基礎(chǔ)化學(xué)品提供了一條高效途徑。MTO催化劑是該過(guò)程發(fā)展的關(guān)鍵要素之一，它直接決定了工藝流程、反應(yīng)器形式、以及MTO技術(shù)盈利能力等。自2010年以來(lái)，劉中民領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)相繼完成了甲醇制烯烴(DMTO)技術(shù)的百萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)了我國(guó)煤制烯烴戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，該團(tuán)隊(duì)的研究工作側(cè)重于對(duì)甲醇制烯烴反應(yīng)機(jī)理的深入理解、發(fā)展高性能新一代DMTO催化劑及新一代DMTO技術(shù)。該進(jìn)展報(bào)告首先回顧了我所DMTO催化劑的研發(fā)歷程，提出了發(fā)展高性能MTO催化劑面臨的科學(xué)問(wèn)題及挑戰(zhàn);以理解的甲醇制烯烴反應(yīng)機(jī)理為基礎(chǔ)，分析和總結(jié)了優(yōu)化MTO催化劑，尤其是SAPO-34分子篩催化劑的可行途徑與最新研究進(jìn)展。報(bào)告還介紹了具有高丙烯或高乙烯選擇性分子篩催化劑的研究進(jìn)展。最后，報(bào)告總結(jié)和展望了MTO催化劑的發(fā)展前景與努力方向。

近年來(lái)，該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了多種SAPO分子篩催化劑的合成新方法。首次開(kāi)展胺熱法合成SAPO分子篩，并發(fā)現(xiàn)多種合成SAPO-34的新型模板劑(J. Mater. Chem. A，2013);發(fā)展了Top-down法、雙模板法和重構(gòu)法等策略合成納米晶粒和具有特殊形貌的多級(jí)孔SAPO分子篩(Chem. Commun.，2014;J. Mater. Chem. A，2015;Chem. Commun.，2016;Chem. Commun.，2017;Chem. Commun.，2018)，顯著提升了分子篩的MTO催化性能(ACS catalysis，2015;ACS catalysis，2019)。基于以上工作基礎(chǔ)，研究團(tuán)隊(duì)完成了新一代DMTO催化劑的研發(fā)，于2018年10月實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，并成功應(yīng)用于百萬(wàn)噸級(jí)DMTO裝置，表現(xiàn)了明顯提升的低碳烯烴收率。

上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目等資助，并于近日發(fā)表于《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上。同時(shí)，這也是獻(xiàn)禮我所七十周年所慶文章之一。