烷烃发生取代反应的条件
【科技前沿】
\n85%的化工过程都离不开催化剂，但大多数催化反应却总面临两难的权衡——反应物的转化率高、目标产物的选择性就会降低；选择性提高，转化率就会降低，就像“跷跷板”一样。为了解决这一难题，中国科学院大连化学物理研究所的科研人员在煤经合成气直接转化这个方向上持续努力，相关成果19日在线发表于国际学术期刊《科学》上。
\n这一成果由中国科学院大连化学物理研究所焦峰博士、潘秀莲研究员和包信和院士的研究团队共同完成。团队研发出新一代OXZEO催化剂，将原本架在一个支点两端的转化率和选择性“跷跷板”，蝶变成触接在两个相互分开活性位上的可以自由翱翔的“翅膀”，为实现更精准、更高效的催化提供了一条行之有效的途径。
\n包信和介绍，早在2016年，研究团队创制了一种活性中心分离的氧化物和分子筛复合的催化体系(OXZEO)，成功地实现了反应物活化和产物生成两个活性中心的有效分离，突破了经典费托合成低碳烃选择性无法逾越58%的理论极限。随后，研究所与企业合作，创制了OXZEO®-TO催化剂，并于2020年在工厂完成了年产低碳烯烃1000吨的工业性试验，验证了这一过程在科学原理上的正确性和工艺过程的可行性。
\n如今，研究团队经过持续研究，解开了“跷跷板”效应出现的理论谜题——现有分子筛活性中心不仅催化中间体转化生成低碳烯烃的主反应，同时催化低碳烯烃过度加氢生成低价值的烷烃或者过度聚合成大分子烯烃的副反应，因此这个共同的活性中心就像“跷跷板”的支点一样，无法实现转化率和选择性的同时提高。
\n在大量实验基础上，研究组创造性地研制了金属锗离子同晶取代的微孔分子筛，通过提高分子筛孔道中布朗斯特酸位点的密度，最大限度地提高了分子筛孔道对活性中间体的拉动能力，促进了中间体的生成速率，同时适当降低其酸强度，以降低副反应的发生，双管齐下，提高催化反应性能。
\n结果显示，在优化的反应条件下，该催化剂在保持低碳烯烃选择性大于80%（最高达83%）的条件下，一氧化碳的单程转化率达到85%，实现了低碳烯烃收率达48%的国际最好水平，超过了第一代OXZEO催化剂的一倍以上。
\n“我们的发现对类似双功能催化体系应该具有普适性，必将会从基础上推动分子筛催化研究领域的进一步发展。”潘秀莲说，“下一步我们要努力发展面向工业过程的新一代OXZEO催化剂，加速工业化应用的进程。”包信和也提出了更高目标：“未来进一步与可再生能源制备的绿氢相结合，发展出我国独创的低耗水、低碳排放的新型煤化工体系，以此助力保障国家的能源、资源安全和‘双碳’目标的实现。”（齐芳）
\n（光明日报）
","gnid":"9554752dbfd9a2a2e","img_data":[{"flag":2,"img":[{"desc":"","height":"400","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t014419278361b4e8a3.jpg","width":"600"}]}],"original":0,"pat":"art_src_1,fts0,sts0","powerby":"hbase","pub_time":1684539543000,"pure":"","rawurl":"http://zm.news.so.com/d06dc5f686ef9dcf27f3891110452b1c","redirect":0,"rptid":"699ce9a336fe4e3f","rss_ext":[],"s":"t","src":"北青网","tag":[],"title":"破解“跷跷板”效应 我化学家探索催化反应高效精准之路
蒲博屠2365所有烷烃在光照条件下都能与Cl2发生取代反应? -
翟柱广15936034499 ______[答案] 答案是否定的,有些烷烃和Cl2发生反应的条件不止是需要光,还需要高温,啥的,时间长了具体的忘了
蒲博屠2365我要问烷烃,烯烃.炔烃.苯和苯的衍生物,醇,醚,醛.酮.酸.酯,都能发生什么反应还有 取代,加成,消去,水解,酯化,氧化.还原.反应的条件都是什么.一般... -
翟柱广15936034499 ______[答案] 烷烃,烯烃.炔烃.苯和苯的衍生物,醇,醚,醛.酮.酸.酯,都能发生什么反应 烷烃:取代反应,热分解 烯烃:加成反应,取代反应,氧化 炔烃加成反应,氧化 苯和苯的衍生物:取代反应,加成反应 醇:和活泼金属,氧化,消去,酯化 醚:这个就是...
蒲博屠2365为什么所有烷烃在光照下都能与氯气发生取代反应?不是碳原子越多越稳定吗?那要与氯气反应的条件不就要越高吗?就是温度不就要更高吗 -
翟柱广15936034499 ______[答案] 烷烃与氯气的反应是自由基取代 反应速率主要决定于自由基产生的难易程度,烷烃的结构影响并不大 所以所有烷烃都能发生氯代反应,只要温度或者光的频率能够产生氯自由基就可以了
蒲博屠2365烷烃只能与纯卤素单质发生取代反应吗?为什么与水溶液呢? -
翟柱广15936034499 ______[答案] 通常只能与纯卤素单质发生取代反应,因为烷烃的取代反应是一个自由基链式反应,条件需要光照及无其他干扰杂质,水的存在会破坏它们反应,所以烷烃与卤素水溶液不会反应
蒲博屠2365所有烷烃在一定条件下都能与Cl2发生取代反应? -
翟柱广15936034499 ______[答案] 对! 烷烃、烷基上的H,都有可能被Cl取代.
蒲博屠2365有机物有怎样的标记才能发生加成取代,消去反应 -
翟柱广15936034499 ______[答案] 烷烃,芳香烃:可以发生取代反应(一般是饱和的物质); 烯烃,炔烃,芳香烃,醛:可以发生加成反应(一般是含有不饱和键的物质).
蒲博屠2365卤素的加成和取代反应这两个反应都是拿卤素反映,什么时候加成什么时候取代怎么分清楚呀. -
翟柱广15936034499 ______[答案] 对于烯烃和炔烃,主要和卤素(对应的水溶液也可以)发生加成 对于烷烃和苯及苯的同系物,主要和卤素单质发生取代(烷烃需要的条件是光照,苯及苯的同系物需要催化剂),但对于苯及苯的同系物在特定的条件下也可以发生加成,(例如用Ni作...
蒲博屠2365为什么甲烷可以与氯气反应?取代反应的条件是什么? -
翟柱广15936034499 ______[答案] 在紫外光照射下,氯气分子发生均裂,形成两个氯的自由基Cl*,自由基进攻烷烃,夺取烷烃上的氢,形成氯化氢,而烷烃转化为烷烃自由基R*,该自由基再进攻氯分子形成氯代烃和一个氯自由基,如此循环,成为一个链式反应. 链的终止反应我就不...
蒲博屠2365烷烃都可以与卤素单质发生取代反应吗? -
翟柱广15936034499 ______ 可以,发生卤代反应,卤素取代烷烃中的氢
蒲博屠2365烷烃具备的化学性质是( ) -
翟柱广15936034499 ______[选项] A. 能使溴水褪色 B. 一定条件下与氢气发生加成反应 C. 与Cl2发生取代反应 D. 能使酸性KMnO4溶液褪色