丙烯与分子氧直接环氧化是一种100%原子经济性的理想反应，但由于环氧化产物的过度氧化和异构化，好氧环氧化是一项具有挑战性的反应。
近日，南开大学李兰冬教授，上海石油化工研究院Chuanming Wang报道了在八面沸石分子筛中构筑均匀的钴离子，即Co@Y，其在丙烯的好氧环氧化反应中表现出前所未有的催化性能。
文章要点
1）在773 K时，丙烯转化率为24.6%，环氧丙烷选择性为57%，环氧丙烷的最新生产速率为4.7 mmol/gcat/h。此外，Co@Y催化剂的催化性能非常稳定，在200 h以上不会出现活性损失。
2）光谱分析揭示了分子氧对孤立钴离子的活化作用，进而与丙烯反应生成环氧化物，其中涉及Co2+−Coδ+−Co2+（2<δ<3）氧化还原循环。
3）通过密度泛函理论（DFT）计算，研究了丙烯环氧化生成环氧丙烷和副产物丙烯醛的反应途径，揭示了Co@Y催化剂独特的催化性能。
这项工作提供了一个明确的例子，即在沸石基质中构建特定的过渡金属离子，以进行选择性催化氧化。
参考文献
Weijie Li, et al, Direct Propylene Epoxidation with Molecular Oxygen over Cobalt-Containing Zeolites, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c00792
https://doi.org/10.1021/jacs.2c00792
