华东理工合成ZnO/Cu2O纳米复合材料 助力研制有机硅单体合成催化剂
6月15日，记者从华东理工大学获悉，该校宫学清教授团队与中科院过程工程研究所苏发兵研究员团队合作合成了ZnO/Cu2O纳米复合材料丰富的PN异质结构，并揭示了协同机制，有助于有机硅单体合成催化剂的开发和调控。
有机硅材料结合了硅的无机特性和有机材料的特性。 二甲基二氯硅烷（M2）作为合成有机硅材料的最大单体原料，由氯甲烷和硅粉在铜基催化材料的作用下工业化生产。
“有机硅作为一种小众化工产品，对于大多数人来说可能比较陌生。事实上，有机硅产品的应用范围涵盖了我们生产生活的各个领域：航空、建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革和造纸制造、化工轻工、金属涂料、医药医疗等。”
其中有一种单体——二甲基二氯硅烷（简称M2），它是合成有机硅产品中最重要、用量最大的单体。 主要用作硅橡胶、硅树脂、密封剂、塑料等的原料，约占有机硅行业单体产量的90%，其生产技术和水平是决定有机硅行业单体产量的关键。有机硅工业。
目前M2单体合成的主流工艺仍然采用通用电气公司1941年发现的Rojo反应。
问题在于，该反应在获得M2的同时，还产生了大量其他副产物。 因此，提高M2的选择性和收率一直是工业界和学术界长期关注的热点和难点问题。
“然而，到目前为止，M2的选择性和产率仍然不够高，这主要是由于关键催化剂——铜基催化剂的效果不理想。另一方面，催化机理至今仍不清楚，导致高性能铜基催化剂的开发仍主要依靠工业经验。”苏发兵说。
团队成员吉永军副研究员和李静博士通过模拟有机硅单体——暴露出特定晶面的Cu2O立方体的合成过程，发现了M2选择性和产率最高的催化剂，然后通过理论计算揭示了性能的提升。 主要原因是反应物氯甲烷在{100}晶面上有较强的解离吸附。
然而，该反应在获得M2的同时，也产生了大量的副产物，约占产物含量的15%-20%。 因此，提高M2的选择性和收率一直是工业界和学术界长期关注的问题。 热点和难点。 虽然现有研究发现在铜基催化剂中添加锌基助催化剂可以提高M2的选择性和收率，并且锌粉在工业上也被用作助催化剂，但由于反应本身的复杂性和催化剂结构性质,其协同催化机制目前尚不清楚。
本研究发现ZnO/Cu2O纳米复合材料表现出较高的M2选择性和产率，其中ZnO/Cu2O{100}复合材料的改善幅度最大，具有最高的M2选择性和产率。
该工作不仅在微观尺度上揭示了Cu/Zn主助催化剂的协同机理，而且提供了通过调控非均相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开发和产业化。 主助催化剂控制。