尽管甲苯与甲醇甲基化生产二甲苯已得到广泛研究。然而，由于难以避免甲醇与烯烃在沸石上同时发生副反应，使得甲基化效率依然难以令人满意。

近日，厦门大学袁友珠教授报道了在一类ZnZrO_x-ZSM-5（ZZO-Z5）双功能催化剂上，采用CO₂和H₂替代甲醇进行甲苯甲基化反应。

文章要点

1）研究人员对双功能ZZO-Z5催化剂的反应温度和沸石Si/Al比进行了优化，然后选择了360 °C和Si/Al比为85的ZZO-Z5催化剂。

2）结果表明，CO₂加氢比甲醇脱氢更容易生成反应性甲基化物种（H₃CO*^•，*为表面物种）。

3）在固定床反应器上进行的催化性能测试表明，在优化后的ZZO-Z5催化剂上，无CO产物中二甲苯的选择性为92.4%，对二甲苯的选择性为70.8%。

4）H₂/D₂和CO₂/¹³CO₂的同位素效应表明，二甲苯产物实质上是甲苯甲基化产生而非歧化。CO₂加氢在ZZO上生成反应性甲基化物种，并将甲基化物种迁移到Z5孔，使甲苯甲基化生成二甲苯。

Jiachang Zuo, et al, Selective methylation of toluene using CO₂ and  H₂ to para-xylene, Sci. Adv. 2020

DOI: 10.1126/sciadv.aba5433

http://advances.sciencemag.org/content/6/34/eaba5433