近日，中國科(ke)學院(yuan)大(da)連(lian)化學物(wu)理(li)研(yan)究所（以(yi)下簡稱(cheng)“大(da)連(lian)化物(wu)所”）低(di)碳催(cui)化與工程研(yan)究部(bu)（DNL12）劉中民院(yuan)士、葉茂(mao)研(yan)究員(yuan)、魏(wei)迎(ying)旭(xu)研(yan)究員(yuan)、田(tian)鵬研(yan)究員(yuan)團(tuan)隊，受邀(yao)發表了甲(jia)醇(chun)制(zhi)烯(xi)烴(ting)領域(yu)Perspective評(ping)述文章，系統(tong)總結了(le)團隊理(li)解(jie)和(he)調(tiao)控甲(jia)醇(chun)制(zhi)烯(xi)烴(ting)動(dong)態復(fu)雜催(cui)化體(ti)系的觀(guan)點和(he)研(yan)究成果(guo)，包(bao)括(kuo)動(dong)態催(cui)化原(yuan)理(li)的提(ti)出(chu)和(he)定(ding)量(liang)模型(xing)的凝練，以(yi)及其與新(xin)壹代(dai)甲(jia)醇(chun)制(zhi)烯(xi)烴(ting)（DMTO-III）技(ji)術(shu)的內(nei)在(zai)聯(lian)系。

甲(jia)醇(chun)制(zhi)烯(xi)烴(ting)（MTO）已(yi)成為(wei)非(fei)石(shi)油(you)資源(yuan)轉化利(li)用的典範(fan)，促(cu)進了烯(xi)烴(ting)原料(liao)多(duo)元(yuan)化發(fa)展(zhan)，同時(shi)彰(zhang)顯(xian)了(le)甲(jia)醇(chun)作(zuo)為核(he)心C1平臺化合物(wu)在(zai)推(tui)動(dong)形成煤(mei)制(zhi)烯(xi)烴(ting)新(xin)興(xing)戰(zhan)略(lve)產業中的關(guan)鍵(jian)作(zuo)用，未來(lai)也(ye)可(ke)與綠(lv)氫(qing)結合，用於低碳化的煤(mei)制(zhi)烯(xi)烴(ting)產業。 在(zai)C1化學和(he)多(duo)相催(cui)化領域(yu)眾多(duo)研(yan)究者(zhe)的不(bu)懈努(nu)力(li)下，分(fen)子篩(shai)催(cui)化甲(jia)醇(chun)轉(zhuan)化基本原(yuan)理(li)和(he)過(guo)程得到了廣(guang)泛而(er)深(shen)入(ru)的研(yan)究，同時(shi)也越(yue)發(fa)認(ren)識(shi)到(dao)MTO反(fan)應(ying)體(ti)系的復(fu)雜性。在(zai)整(zheng)個(ge)MTO領域(yu)研(yan)究中，始終面臨(lin)著分(fen)子篩(shai)催(cui)化甲(jia)醇(chun)轉(zhuan)化極(ji)具(ju)動(dong)態性(xing)且(qie)復雜(za)性(xing)的催(cui)化反(fan)應(ying)體(ti)系所帶(dai)來(lai)的諸多(duo)難(nan)題。深(shen)入(ru)理(li)解(jie)完(wan)整(zheng)真(zhen)實(shi)的MTO動(dong)態復(fu)雜體(ti)系的催(cui)化原(yuan)理(li)並(bing)實(shi)現反(fan)應(ying)定(ding)向(xiang)調(tiao)控壹直是學術(shu)界和(he)工業界(jie)持續努(nu)力(li)的目(mu)標，是實(shi)現MTO原(yuan)理(li)發(fa)展(zhan)和(he)工業技(ji)術(shu)叠代(dai)創(chuang)新(xin)必須克(ke)服的挑戰(zhan)。

自(zi)20世(shi)紀(ji)80年(nian)代(dai)起(qi)，大(da)連(lian)化物(wu)所在(zai)甲(jia)醇(chun)制(zhi)烯(xi)烴(ting)領域(yu)連(lian)續近40年(nian)的研(yan)發(fa)工作(zuo)中，始終堅(jian)持且(qie)實(shi)現了(le)基礎研(yan)究與過程開(kai)發相互促進、相繼突破(po)。低碳催(cui)化與工程研(yan)究團(tuan)隊(dui)基於對MTO動(dong)態復(fu)雜催(cui)化體(ti)系的認(ren)識(shi)和(he)調(tiao)控，通過機理(li)和(he)模型(xing)支撐(cheng)DMTO技(ji)術(shu)持續創(chuang)新(xin)，在(zai)完(wan)成世(shi)界(jie)首(shou)創(chuang)DMTO技(ji)術(shu)工業化的基礎上(shang)，形成了(le)DMTO-II、DMTO-III系列(lie)技術(shu)，相繼實(shi)現工業化。截(jie)至目前，DMTO系列(lie)技術(shu)已(yi)實(shi)現技(ji)術(shu)許(xu)可(ke)36套，投產20套工業裝(zhuang)置(zhi)，引領了(le)煤(mei)制(zhi)烯(xi)烴(ting)產業快(kuai)速(su)形成與發展。 

該(gai)評(ping)述總結了(le)團隊在(zai)MTO動(dong)態反(fan)應(ying)機理(li)、MTO動(dong)態反(fan)應(ying)-擴(kuo)散(san)模型(xing)、基於機理(li)和(he)模型(xing)的工業過(guo)程調(tiao)控方面形(xing)成的理(li)論和(he)實(shi)踐應(ying)用。在(zai)MTO動(dong)態催(cui)化學術(shu)方向(xiang)上(shang)的原(yuan)理(li)性(xing)認(ren)識(shi)包(bao)括(kuo)三部(bu)分(fen)：壹是由(you)活(huo)性(xing)中心動(dong)態演(yan)變(bian)更(geng)替(ti)（質子酸位點-表面甲(jia)氧(yang)基-有機物(wu)限(xian)域(yu)分(fen)子篩(shai)微環(huan)境(jing)）引導的MTO動(dong)態完(wan)整自(zi)催(cui)化反(fan)應(ying)歷(li)程；二是由(you)明(ming)線(xian)和(he)暗(an)線共(gong)同構建的MTO動(dong)態復(fu)雜反(fan)應(ying)網(wang)絡(luo)；三是MTO反(fan)應(ying)-擴(kuo)散(san)-催(cui)化劑(ji)（積碳修(xiu)飾(shi)）多(duo)尺(chi)度動(dong)態交(jiao)互作(zuo)用機制(zhi)（Cross-Talk in MTO）。同時(shi)，該評(ping)述總結凝練了(le)MTO動(dong)態過(guo)程定量(liang)模型(xing)，包(bao)括(kuo)反(fan)應(ying)動(dong)力(li)學模型(xing)、客(ke)體(ti)分(fen)子擴(kuo)散(san)模型(xing)、多(duo)尺(chi)度反(fan)應(ying)-擴(kuo)散(san)模型(xing)和(he)反(fan)應(ying)器(qi)積碳分(fen)布(bu)模型(xing)。進壹步，該(gai)評(ping)述提(ti)煉出(chu)通過(guo)整合動(dong)態催(cui)化原(yuan)理(li)、反(fan)應(ying)擴(kuo)散(san)模型(xing)和(he)積碳動(dong)力(li)學，實(shi)現機理(li)和(he)模型(xing)共(gong)同驅(qu)動(dong)的MTO過(guo)程調(tiao)控。MTO動(dong)態催(cui)化原(yuan)理(li)、定(ding)量(liang)模型(xing)、基於機理(li)和(he)模型(xing)的過(guo)程調(tiao)控機制(zhi)，構成了(le)MTO動(dong)態復(fu)雜催(cui)化體(ti)系的核(he)心理(li)論，對動(dong)態復(fu)雜反(fan)應(ying)體(ti)系的分(fen)子篩(shai)催(cui)化理(li)論發展具有(you)重要(yao)意(yi)義(yi)。最後(hou)，該(gai)評(ping)述認(ren)為(wei)未來(lai)應(ying)結合人工智能(neng)和(he)數(shu)據科(ke)學，持續深(shen)化對MTO動(dong)態復(fu)雜催(cui)化體(ti)系的研(yan)究。

 劉中民團隊長期(qi)從(cong)事甲(jia)醇(chun)制(zhi)烯(xi)烴(ting)領域(yu)研(yan)究，致力(li)於(yu)建立MTO催(cui)化原(yuan)理(li)同時(shi)實(shi)現DMTO技(ji)術(shu)持續創(chuang)新(xin)。近年(nian)來(lai)在(zai)MTO反(fan)應(ying)機理(li)，包(bao)括(kuo)第壹個C-C鍵(jian)生成直接機理(li)（Angew. Chem. Int. Ed.，2017；ACS Catal.，2018；Chem，2021；ACS Cent. Sci.，2021；Acc. Chem. Res.，2023）、碳正離(li)子捕(bu)捉(zhuo)和(he)烯(xi)烴(ting)生成間(jian)接(jie)機理(li)（J. Am. Chem. Soc.，2012；Angew. Chem. Int. Ed.，2013；ACS Catal.，2019；ACS Catal.，2020；J. Am. Chem. Soc.，2024）、積碳失活(huo)機理(li)（J. Catal.，2018；Nat. Commun.，2020；J. Energy. Chem.，2023）、完(wan)整(zheng)動(dong)態自(zi)催(cui)化反(fan)應(ying)機理(li)（J. Am. Chem. Soc.，2021；Chem Catal.，2023）、反(fan)應(ying)網(wang)絡(luo)（Chinese J. Catal.，2023；Chem. Eng. Sci.，2024）、反(fan)應(ying)擴(kuo)散(san)機理(li)（J. Catal.，2019；ACS Catal.，2020）、籠(long)控制(zhi)擇形(xing)催(cui)化原(yuan)理(li)（ACS Catal.，2015；ACS Catal.，2018；AlChE J.，2023；Natl. Sci. Rev.，2023）、擴(kuo)散(san)-反(fan)應(ying)-催(cui)化劑(ji)多(duo)尺(chi)度動(dong)態交(jiao)互作(zuo)用機制(zhi)（Natl. Sci. Rev.，2022）；MTO反(fan)應(ying)過(guo)程定量(liang)描(miao)述模型(xing)，包(bao)括(kuo)客(ke)體(ti)分(fen)子傳(chuan)質表面阻(zu)力(li)與晶內(nei)擴散(san)解(jie)耦定(ding)量(liang)模型(xing)（Commun. Chem.，2019；Angew. Chem. Int. Ed.，2020；AlChE J.，2020；Angew. Chem. Int. Ed.，2022；AlChE J.，2023）、反(fan)應(ying)動(dong)力(li)學模型(xing)（Chem. Eng. Res. Des.，2015；Chem. Eng. J.，2017；AlChE J.，2019）、多(duo)尺(chi)度反(fan)應(ying)-擴(kuo)散(san)模型(xing)（Chem. Eng. Sci.，2016；Chem. Eng. J.，2019；Nat. Commun.，2020）、反(fan)應(ying)器(qi)內(nei)催(cui)化劑(ji)積碳分(fen)布(bu)模型(xing)（AlChE J.，2019）；MTO反(fan)應(ying)調(tiao)控（J. Catal.，2019；Nat. Commun.，2021；Chem Catal.，2024）等方面取(qu)得了(le)系列(lie)研(yan)究成果(guo)。 

該(gai)邀(yao)請評(ping)述以(yi)“Methanol to Olefins (MTO):Understanding and Regulating Dynamic Complex Catalysis”為(wei)題，發(fa)表在(zai)《美國化學會誌》（Journal of the American Chemical Society）上(shang)。該工作(zuo)第壹作(zuo)者(zhe)是大(da)連(lian)化物(wu)所DNL1201組林(lin)杉帆(fan)副(fu)研(yan)究員(yuan)和(he)DNL1206組李(li)華研(yan)究員(yuan)。上(shang)述工作(zuo)得到(dao)國家(jia)自(zi)然科學基金(jin)委“分(fen)子篩(shai)催(cui)化材(cai)料(liao)的分(fen)子工程學”基礎科學中心項(xiang)目、國家(jia)自(zi)然科學基金(jin)委“甲(jia)醇(chun)及其耦合反(fan)應(ying)催(cui)化原(yuan)理(li)及新(xin)過(guo)程應用”重大(da)項(xiang)目、中國科(ke)學院(yuan)A類(lei)先導專項(xiang)“變革性(xing)潔(jie)凈能(neng)源關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)與示範(fan)”等(deng)項(xiang)目的資助。（文/圖(tu) 林(lin)杉帆(fan)、李(li)華）

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