近来，精细丈量院固体核磁共振与多相催化团队在沸石分子筛催化甲醇转化（methanol-to-hydrocarbons，MTH）机制研讨方面获得重要发展。团队发现分子筛Brønsted酸可催化Meerwein-Ponndorf-Verley （MPV）复原反响，该反响可将MTH反响中的醛/酮等物种转化为烯烃物种，并提醒了醛/酮等物种在MTH反响中的效果机制，相关研讨成果宣布在《天然

  MTH反响是一种重要的化工反响进程，可将储量丰厚的煤、天然气、生物质及其它碳资源经过甲醇渠道分子转化为燃料（汽油）以及化学品（低碳烯烃、芳烃等）。了解MTH反响机制是开发高性能催化剂以及优化反响工艺的根底。但MTH杂乱的反响网络给反响机制的说明带来了严重应战，阻止了高效催化剂的开发。在曩昔40年里，人们广泛重视直接反响机制（构成第一个碳-碳键）和直接反响机制（一般称为“烃池机制”，是稳态MTH反响的首要途径）。最近，人们发现在MTH反响进程中都会存在含氧有机物包含酸/酯、醛/酮等。但是，含氧有机物尤其是醛/酮类物种在MTH反响中的效果机制仍不清楚。

  研讨团队使用原位和二维固体NMR并结合同位素标记试验对MTH反响中醛/酮的转化进程进行了研讨，发现醛/酮等物种能够与甲醇分子在分子筛上的Brønsted酸位产生MPV复原反响。研讨团队首要选用根据偶极耦合的二维13C-13C以及13C-{1H}相关固体NMR谱对乙醛和甲醇共反响外表吸附物种进行了结构辨别断定（图1a），发现构成了多种外表物种。接着选用时刻分辩的原位13C固体NMR技能对外表物种的活性进行了研讨（图1b）。能够精确的看出，外表乙氧基物种在反响初期（8s）构成，由乙醛与甲醇经过MPV复原反响生成，该物种是生成乙烯的重要中间体。跟着反响时刻的进行，外表乙氧基物种逐步消失，标明其具有较高的活性。一起，芳烃物种与环戊烯碳正离子逐步生成，这些物种可作为“烃池”物种并诱发直接反响机制构成产品。图1c为流出产品的色谱分析图谱，可看出乙烯在反响初期具有较高的选择性，标明MPV复原为前期产品的首要生成途径。跟着反响时刻的进行，乙烯选择性逐步下降并一起生成了长链烃类，标明反响后期以直接反响机制为主。因为乙醛物种常在MTH反响初期能够终究靠直接机制构成，因而它与甲醇的MPV复原反响能够树立MTH反响直接机制与直接机制之间的桥梁联系。根据试验成果，研讨团队说明晰乙醛与甲醇在分子筛上的MPV复原反响机制（图1d），并相关了与“烃池”物种的生成联系。除了乙醛分子，研讨团队发现丙酮等物种也可与甲醇分子在Brønsted酸位产生MPV复原反响，并构成丙烯。该研讨工作提醒了含氧有机物在MTH反响中的效果机制，并为了解MTH反响机制供给了重要的理论根底。

  ZSM-5分子筛上乙醛和甲醇共反响外表吸附物种的二维13C-13C以及13C-{1H}相关固体NMR谱（a）；ZSM-5分子筛上乙醛和甲醇共反响不一起刻外表吸附物种的原位13C固体NMR图谱（b）以及流出产品的色谱分析图谱（c）；乙醛与甲醇MPV反响机制以及与“烃池”的生成联系（d）

  该项研讨工作得到了国家天然科学基金委、科技部、中国科学院、湖北省科技厅的支撑。