有机硅单体合成反应（Rochow-Müller Process）的进展和展望——迈向分子催化和有机硅产业的可持续发展

有机硅材料兼具无机和有机材料的双重特性，被誉为“工业味精”，广泛应用于航天、电子、化工轻工、汽车、机械、建筑、农业、医药医疗等行业，发挥着不可替代的作用。有机硅材料的基本原料是有机硅单体，由氯甲烷和硅粉在铜基催化材料作用下生成。该法是20世纪40年代由G.和Müller独立发明的，因此又称罗霍-穆勒法（Rojo-Müller-Müller法）。该反应一般生成主产物二甲基二氯硅烷（M2）单体原料，约占总产物的85%，其余为副产物，反应不完全形成废反应物（称为“废接触物”）。另外，该法采用气固催化反应，催化剂在反应过程中与反应物发生反应并逸出，工艺相对复杂，催化机理、活性中心结构等一些问题尚不明确。因此，开发高效的铜基催化剂、进一步明确催化反应机理、合理处理利用副产物及废弃物接触物，不仅是原子经济的要求，也是可持续发展下环境和时代的必然选择。

近日，中国科学院过程工程研究所苏发兵研究员团队（博士生张宇为论文第一作者）和广东以色列理工学院钟子懿教授合作，从分子催化和原子经济性等方面，综述了近几十年来国内外学者在-反应方面的研究进展，并展望了未来的发展方向。一方面对催化剂和催化机理的研究进行了归纳总结，可以看出纳米技术促进了铜基催化剂的发展和反应机理的认识，但进一步揭示反应机理、实现催化性能的优化，仍需要更深入的结构表征与分析，包括一些原位测试方法的应用和精准可控合成方法的辅助；另一方面，总结了废催化剂及副产物综合利用的原理与策略，但仍然存在原子利用率低、二次污染等问题。因此，未来对-反应的研究可能需要重点关注以下三个方面：（1）高效的分子催化；（2）揭示催化机理；（3）环境与生态评价。本综述不仅有助于新型催化剂的开发和反应机理的探索，也为有机硅行业的技术创新和可持续发展提供了方向。

该文章发表于，doi:10.1002/cctc。

作者：张宇、李菁博士、刘和志博士、季博士、钟子仪教授* 和苏教授*