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光催化异丙醇脱氢丙酮加氢 碳碳偶联合成频哪醇

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1 光催化异丙醇脱氢丙酮加氢 碳碳偶联合成频哪醇
绿色能源,绿色世界 光催化异丙醇脱氢丙酮加氢 碳碳偶联合成频哪醇 陈加藏 中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室

2 频哪醇 现有生产工艺 烯烃、酮类化合物的重要中间体 四甲基乙烯二醇化 丙酮还原偶联法 强氧化剂------存在安全隐患
昂贵的催化剂及原料四甲基乙烯-----成本高 四甲基乙烯10万元/吨,即使收率100%,成本达7.4万元/吨。 烯烃、酮类化合物的重要中间体 有机合成 橡胶 医药 农药 手性二胺、手性冠醚、手性双膦配体 丙酮还原偶联法 医药中间体 C2-对称性HIV生物酶抑制剂 制备烯烃、酮类化合物的重要中间体 需无水环境-----工艺要求严苛 使用苯作溶剂,且过程存在有机汞化合物-----有毒、污染 ……

3 频哪醇产量随市场需求逐年攀升 (2017年)

4 光催化异丙醇脱氢丙酮加氢碳碳偶联合成频哪醇
反应方程式: 反应原料廉价易得 反应过程常温常压进行

5 光催化频哪醇合成的模试试验(自主设计-国内首套)
CH3CH(OH)CH3 + CH3COCH3 OH (20~30万/吨) Volume (L) Catalyst (g) Power (W) Rate (mmol/h) Light efficiency (%) Power efficiency (g/kWh) 频哪醇 2,5- 己二酮 Total (Yuan/kWh) 0.2 1.5 300 36.5 100 14.4 1.6 4.97 30 6000 412 56.4 8.1 0.84 2.77

6 光催化频哪醇合成新催化剂研发取得突破 频哪醇合成成本估算(基于小试数据): 能源(电)成本占比:2.0万( 33333 kWh)/吨频哪醇
实现非贵金属催化反应: 贵金属催化剂  非贵金属催化剂 实现催化剂超低成本化: ~200万/吨  ~0.5万/吨 实现催化反应效率倍增: 36.576.6 mmolh-1 电效(光效)倍增: 30.1g/kWh 催化剂效率的大幅提升: 36.51298 mmolg-1h-1 (时间常数185h-1 ) 频哪醇合成成本估算(基于小试数据): 能源(电)成本占比:2.0万( kWh)/吨频哪醇 原料成本占比: 万 ( 1.2吨)/吨频哪醇 催化剂成本占比: ~10元 (183 g)/吨频哪醇 分离提纯成本占比: ? (精馏即可) 人工占比: ? (技术密集型) 其它占比: ? (冷凝系统,灯管等) 总成本(估算) ~ 4.0万元/吨频哪醇 频哪醇参考价格: ~30万元/吨频哪醇

7 生物醇脱氢合成二元醇可繁殖新的高级醇工业系统
H 2 CH3CHOH C – H O – H C – O C – C 414 kJ/mol Single C-H breakage 464 kJ/mol H2 (2 CH3CHOH) 326 kJ/mol 332 kJ/mol C-C coupling CH3CH(OH)CH(OH)CH3 (Doubled carbon chain) Olefin Acetone Esters Polymers High-grade fuels Challenges: How to selectively manipulate single C-H manipulation Thermal catalysis: inability Photocatalysis: Ok! but why?

8 Thank you very much! 热诚欢迎 企业界的朋友在 光催化频哪醇合成产业化 方面进行合作。
; Thank you very much!


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