人们发现在甲醇制烃的反应中，甲醛的生成和反应可能影响甲醇制烃反应的选择性和分子筛的稳定性，但是对于详细的机理并不清楚。

有鉴于此，苏黎世理工学院Jeroen A. van Bokhoven、Vladimir Paunović等使用光电子-光电离子符合光谱（photoelectron photoion coincidence spectroscopy）表征技术测试甲醛中间体物种对Zn-ZSM-5催化剂性能的影响。

本文要点

（1）

甲醛是甲醇制烃催化反应首先生成的中间产物。在ZSM-5催化剂上，甲醛是通过甲醇分子之间的氢原子转移生成，生成甲醛的反应速率与强酸位点的密度成比例；在Zn-ZSM-5催化剂上，甲醛主要通过甲醇脱氢反应生成，而且通过甲醇脱氢催化反应导致甲醛的产量提供12倍。

催化剂的TON与生成甲醛的能力成反比，当甲醇的浓度提高，并且在更高的温度进行催化反应，甲醛的生成速率增加，但是导致更多的积碳。当使用甲醛作为共同反应物，发现甲醛更容易生成乙烯和甲苯，而不是C₃₊烯烃。这个现象与生成更多甲醛的催化剂的芳烃选择性更高的现象相符。加入甲醛将导致最稳定的ZSM-5发生更显著的失活，使得稳定性更高的ZSM-5寿命减少，最终导致ZSM-5催化剂寿命与稳定性更低的Zn-ZSM-5相当。

（2）

通过原位DRIFT和UV-Vis表征发现催化反应体系加入少量甲醛能够促进环戊二烯和甲基化的苯基中间体生成双环芳烃和多环芳烃。加入的甲醛反应物导致形成更多的积碳，尤其是在分子筛的孔道中。

参考文献

Charles W. P. Pare, Przemyslaw Rzepka, Patrick Hemberger, Andras Bodi, Roland Hauert, Jeroen A. van Bokhoven*, and Vladimir Paunović*, Formaldehyde-Induced Deactivation of ZSM5 Catalysts during the Methanol-to-Hydrocarbons Conversion, ACS Catal. 2024, 14, 463–474

DOI: 10.1021/acscatal.3c04279

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c04279