甲基丙烯酸甲酯（MMA）是生产聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的重要化工中间体，被广泛用作透明热塑性塑料。目前，甲基丙烯酸甲酯的生产有几种工业工艺，包括丙酮氰醇工艺、甲基丙烯醛（MCR）选择性氧化成甲基丙烯酸（MAA）然后酯化、MCR氧化酯化和Alpha工艺。在这些工艺中，选择性氧化工艺表现出广泛的MAA制造能力，特别是在亚洲地区。在这一过程中，使用了含有不同水平的助剂元素的P-MOV基杂多酸（HPA）作为催化剂。目前面临的挑战是，进一步开发HPA催化剂或开发新的催化体系。

近日，日本神奈川大学Wataru Ueda，Satoshi Ishikawa报道了对具有相同结构单元的四种不同的结晶Mo₃VO_x催化剂对甲基丙烯醛（MCR）的选择性氧化性能进行了研究。

文章要点

1）与各种基于Mo-V的混合氧化物催化剂相比，晶体结构中具有五边形，六边形和七边形通道的正交晶体Mo₃VO_x（Orth-MoVO），三方Mo₃VO_x（Tri-MoVO）和非晶Mo₃VO_x（Amor-MoVO）显示出更好的催化活性和对甲基丙烯酸（MAA）的选择性。四方Mo₃VO_x（Tet-MoVO）具有五边形和六边形通道，但晶体结构中没有七边形通道，其MCR氧化活性较小，MAA选择性低于其他具有七边形通道的Mo₃VO_x催化剂。

2）原位FT-IR测量结果表明，Orth-MoVO和Tri-MoVO对于形成MCR的甲基丙烯酸酯作为反应中间体具有活性，而在MCR注入后在Tet-MoVO上未观察到与表面化合物相关的IR谱带。

3）研究结果表明，结晶Mo₃VO_x催化剂的晶体结构显著影响催化MCR的氧化活性。Orth-MoVO在低反应温度（<240 °C）下可催化MCR氧化，而在该温度下，用于工业MCR氧化过程的常规催化剂（基于杂多酸（HPA）的催化剂）表现出较差的催化活性。

Satoshi Ishikawa, et al, Selective Oxidation of Methacrolein over Crystalline Mo3VOx Catalysts and Comparison of their Catalytic Properties with Heteropoly Acid Catalyst, ACS Catal., 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c02530

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c02530