近日，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)丁烯在鐵基α-Fe2O3ZnFe2O4兩相催化劑上的氧化脫氫制1，3-丁二烯反應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出該反應(yīng)是界面雙分子活化反應(yīng)的觀點(diǎn)。該成果近期發(fā)表于《催化學(xué)報(bào)》上。

1，3-丁二烯是重要的石油化工基礎(chǔ)原料，也是制備合成橡膠、合成樹脂的重要單體，通過丁烯氧化脫氫制1，3-丁二烯具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。鐵系催化劑是丁烯氧化脫氫最有效的催化劑之一，然而，尖晶石ZnFe2O4和α-Fe2O3在雙相催化劑中的作用仍然存在爭議。

該研究團(tuán)隊(duì)通過測定正丁烯和O2在單相和雙相催化劑上的反應(yīng)級(jí)數(shù)，發(fā)現(xiàn)正丁烯在ZnFe2O4上的活化能力強(qiáng)于α-Fe2O3；而α-Fe2O3對(duì)O2的活化能力強(qiáng)于正丁烯。進(jìn)一步的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)速率與表觀指數(shù)前因子有很好的相關(guān)性，說明ZnFe2O4與α-Fe2O3之間的有效接觸是決定氧化脫氫活性的因素。

與傳統(tǒng)的氧化還原馬爾斯-范克雷維倫機(jī)理(Mars-van Krevelen)認(rèn)為尖晶石ZnFe2O4上晶格氧為反應(yīng)活性位的觀點(diǎn)不同，該研究團(tuán)隊(duì)利用無價(jià)態(tài)變化的ZnAl2O4取代ZnFe2O4進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)取代后雙相催化劑的催化活性與ZnFe2O4雙相催化劑一致，因此提出了正丁烯在α-Fe2O3ZnFe2O4兩相催化劑上的氧化脫氫應(yīng)該是界面雙分子活化反應(yīng)的觀點(diǎn)。

[中國石化有機(jī)原料科技情報(bào)中心站供稿]