大连化物所利用单原子催化剂与载体协同机制实现乙烯羧甲酯化

近日，中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员张涛与研究员王爱琴团队在单原子催化乙烯羧甲酯化反应研究方面取得进展。

乙烯羧甲酯化反应（乙烯、CO和甲醇反应生成丙酸甲酯）是工业上制备甲基丙烯酸甲酯的重要途径。与传统丙酮氰醇法、异丁烯氧化法等相比，该法具有原料来源广、原子经济性高、选择性高等优势。目前，该反应仍广泛使用钯-膦配合物为催化剂，并以硫酸、甲磺酸等强酸为助剂，存在催化剂分离困难、设备腐蚀等问题。

单原子催化剂作为一种特殊的无有机配体的单核多相催化剂，有望为传统均相催化的羰基化反应带来新的机会。该工作中，研究团队研制了一种MoS2纳米片负载的Pt单原子催化剂Pt1/MoS2，其中Pt单原子和近邻配位不饱和的Mo原子组成Mo-S-Pt-S-Mo结构。得益于Pt单原子和载体的协同作用，Pt1/MoS2可在不添加酸助剂的条件下催化乙烯羧甲酯化反应，TOF值达320h-1，可媲美均相催化剂，而且具有优良的选择性和循环使用性能，在TOF值为150h-1的反应条件下选择性达91%，且循环使用4次以后TOF值维持在90h-1，无金属流失。该工作为推动烯烃羧酯化反应的多相化提供了新思路。

自2011年首次提出“单原子催化”概念以来，该团队一直致力于单原子催化相关研究，在配位环境调控、单原子催化特异性反应、活性位点动态演变等方面取得了系列进展。

相关研究成果以Ethylene Methoxycarbonylation over Heterogeneous Pt1/MoS2 Single-Atom Catalyst: Metal-Support Concerted Catalysis为题发表在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等的支持。

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大连化物所利用单原子催化剂与载体协同机制实现乙烯羧甲酯化