㈠ ACS Catalysis综述:均相催化剂的回收——基本原理、工业实践及实验与评估指南
均相催化剂因其在化学选择性、区域选择性和立体选择性方面的优势,以及理论上可以达到100%的催化活性中心利用率,在学术界和工业界受到高度关注。它们广泛应用于大宗化学品和精细化学品的生产,对推动可持续化学工程和绿色化学的发展至关重要。然而,回收和再利用均相催化剂以实现准静态操作,减少金属资源消耗和环境污染,成为工业应用的一大挑战。
分离均相催化剂的策略包括膜分离、密度差异分离、蒸馏与热分离、溶解度差异、两相萃取和金属浸出与保留等方法。这些方法需根据催化剂特性及反应体系的要求来选择,以实现高效、经济的回收和再利用,同时保持催化剂活性和选择性。
批量循环实验的评估需要遵循最佳实践,包括系统性实验设计、标准化实验装置、选择清晰定义的性能指标,如总周转数(TON)、周转频率(TOF)和实际产率与理论产率对比。注意产品积累问题、连续加料模拟回收的局限性以及样品提取误差,以确保实验设计严谨和数据分析准确无误,得出可靠结论。
性能指标的潜在缺陷需加以注意,如产品积累导致的回收效率高估、忽略催化剂-产品比率变化的连续加料模拟、提取过程中的催化剂损失。在评估催化剂循环稳定性时,侧重于反映实际循环使用中性能的指标,同时考量实验设计的潜在偏差。