甲醇制烃反应机理基础与应用

作为多相催化中的重要反应，甲醇制烃 (MTH) 转化为烯烃、汽油和芳烃等重要平台化学品的生产提供了可持续的途径。最近，MTO装置的商业运行再次引起了学术界和工业界对其反应机理的兴趣，直接CC键的形成引起了广泛关注。已经提供了一些实验和/或理论证据来支持 MTH 转化的直接机制，包括已开发的甲烷-FA 机制、亚甲氧基机制和羰基化机制。然而，由于 MTH 转换的复杂性，第一个 CC 键的形成仍然存在争议。尽管许多商业化的 MTO 工厂最近已经在中国运行，但催化效率，即烯烃选择性和催化剂寿命仍需要提高。因此，广泛关注反应机理的基本见解，为催化剂设计和优化提供指导。

到目前为止，已经回顾了其他几项关于 MTH 反应的反应机制的工作，包括催化材料、第一原理化学动力学、固态 NMR 观点、失活行为，以及一些最近的趋势和基本见解。然而，MTH 转换机制的最新突破，特别是第一个 CC 键的形成及其在 MTH 转换中的演变，包括连接直接和间接机制的桥梁，在最近的评论中仍然缺失。此外，最近的评论也遗漏了基于反应机理的催化剂设计和优化，以提高产品选择性和延长催化剂寿命。

近日，南开大学戴伟利教授课题组总结了MTH反应机理研究的最新进展。本次审查还强调了 MTH 转换的整个路线图。此外，还强调了基于反应机理的催化剂设计和优化，以提高产品选择性和延长催化剂寿命。双循环，包括两个竞争循环，已被充分理解，可以用作控制 MTH 转化催化性能的有效工具。借助复杂的光谱方法，活性 HCP 物种在双循环中的详细结构和作用已经得到阐明。主要循环和活性 HCP 种类在很大程度上取决于沸石结构：孔/笼尺寸可能导致空间位阻，阻止特定中间体参与双循环机制。根据调整反应条件、进料组成、沸石结构和酸度，可以很好地改变目标产物的选择性和催化剂寿命。本综述为理解MTO反应的反应机理和高效MTO催化剂的开发提供了理论参考。该评论发表于 本综述为理解MTO反应的反应机理和高效MTO催化剂的开发提供了理论参考。