光催化反應(yīng)過程的物理化學(xué)基礎(chǔ)

光催化異丙醇脫氫丙酮加氫

碳碳偶聯(lián)合成頻哪醇綠色能源，綠色世界中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所煤轉(zhuǎn)化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳加藏現(xiàn)有生產(chǎn)工藝強(qiáng)氧化劑------存在安全隱患昂貴的催化劑及原料四甲基乙烯-----成本高

四甲基乙烯10萬元/噸，即使收率100%，成本達(dá)7.4萬元/噸。四甲基乙烯二醇化丙酮還原偶聯(lián)法需無水環(huán)境-----工藝要求嚴(yán)苛使用苯作溶劑，且過程存在有機(jī)汞化合物-----有毒、污染頻哪醇有機(jī)合成橡膠醫(yī)藥農(nóng)藥手性二胺、手性冠醚、手性雙膦配體醫(yī)藥中間體C2-對(duì)稱性HIV生物酶抑制劑制備烯烴、酮類化合物的重要中間體

……烯烴、酮類化合物的重要中間體頻哪醇產(chǎn)量隨市場需求逐年攀升(2017年)光催化異丙醇脫氫丙酮加氫碳碳偶聯(lián)合成頻哪醇反應(yīng)原料廉價(jià)易得反應(yīng)過程常溫常壓進(jìn)行反應(yīng)方程式：光催化頻哪醇合成的模試試驗(yàn)（自主設(shè)計(jì)-國內(nèi)首套）CH3CH(OH)CH3+CH3COCH3OHOH（20~30萬/噸）Volume(L)Catalyst(g)Power(W)Rate(mmol/h)Lightefficiency(%)Powerefficiency(g/kWh)頻哪醇2,5-己二酮Total(Yuan/kWh)0.21.530036.510014.41.64.9730100600041256.48.10.842.77光催化頻哪醇合成新催化劑研發(fā)取得突破

實(shí)現(xiàn)非貴金屬催化反應(yīng)：貴金屬催化劑非貴金屬催化劑

實(shí)現(xiàn)催化劑超低成本化：~200萬/噸

~0.5萬/噸實(shí)現(xiàn)催化反應(yīng)效率倍增：36.5

76.6mmol

h-1

電效（光效）倍增：14.430.1g/kWh

催化劑效率的大幅提升：36.51298mmolg-1h-1（時(shí)間常數(shù)185h-1）頻哪醇合成成本估算（基于小試數(shù)據(jù)）：

能源（電）成本占比：2.0萬（33333kWh）/噸頻哪醇原料成本占比：1.2萬（1.2噸）/噸頻哪醇催化劑成本占比：1~10元（183g）/噸頻哪醇分離提純成本占比：?（精餾即可）人工占比：?(技術(shù)密集型）其它占比：？(冷凝系統(tǒng)，燈管等)

總成本（估算）~4.0萬元/噸頻哪醇頻哪醇參考價(jià)格：20~30萬元/噸頻哪醇生物醇脫氫合成二元醇可繁殖新的高級(jí)醇工業(yè)系統(tǒng)Challenges：HowtoselectivelymanipulatesingleC-HmanipulationThermalcatalysis：inabilityPhotocatalysis:Ok!butwhy?2CH3CHOHCH3CH(OH)CH(OH)CH3H2(2CH3CHOH)

HC-CcouplingSingleC-Hbreakage(Doubledcarbonchain)OlefinAcetoneEstersPolymersHigh-gradefuelsC–HO–HC–OC–C332kJ/mol326kJ/mol464kJ/mol414kJ/