沸石催化劑，又稱分子篩催化劑（zeolite catalyst；molecular sieve catalyst），是一種催化劑，可用于酸堿催化反應(yīng)，解決了酚類化合物傳統(tǒng)制備工藝高能耗、高污染、收率低等問題。
這種高活性催化劑在芳環(huán)羥基化反應(yīng)中具有極高效率，有望實(shí)現(xiàn)苯酚等酚類化合物的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，顯示出重要的潛在工業(yè)應(yīng)用前景。同時(shí)，這種催化劑的創(chuàng)新制備方法還具有廣泛的普適性，能夠進(jìn)一步構(gòu)筑出含有不同金屬(如含鐵、銅、錳等元素)的沸石分子篩，制備出高效的多相催化劑，有望實(shí)現(xiàn)其他種類化學(xué)品的綠色生產(chǎn)。
酚類化合物(如苯酚和甲酚等)是一類用途廣泛、用量巨大的化學(xué)品，可用于制備殺蟲劑、農(nóng)藥、塑料、染料、藥物、聚合物等等。但這些酚類化合物的工業(yè)生產(chǎn)往往是高能耗和高污染的過程，而且傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝存在過度氧化、反應(yīng)步驟繁瑣、收率低、副產(chǎn)物多等問題。為解決上述問題，課題組自主開發(fā)了沸石分子篩催化劑，并采用雙氧水等清潔氧源，通過環(huán)境友好的苯羥基化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)酚類化合物的高效制備。
苯是惰性底物，而產(chǎn)物苯酚比底物苯更活潑，以往傳統(tǒng)方法制備苯酚時(shí)，在產(chǎn)生苯酚的過程中，還會(huì)繼續(xù)對(duì)苯酚氧化，從而發(fā)生一系列嚴(yán)重副反應(yīng)，并產(chǎn)生一些不良副產(chǎn)物。且傳統(tǒng)催化劑的利用率不高，反應(yīng)時(shí)間也長達(dá)十至數(shù)十個(gè)小時(shí)，難以滿足工業(yè)催化的需求。王軍課題組采用創(chuàng)新方法，制備一種含釩、硅、氧三種元素的沸石分子篩催化劑，用于苯與雙氧水發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)中，生成苯酚等酚類物質(zhì)。
這一新型催化劑的應(yīng)用，使雙氧水與苯反應(yīng)產(chǎn)生苯酚時(shí)，不會(huì)再與比較活潑的苯酚發(fā)生不良副反應(yīng)、產(chǎn)生不良副產(chǎn)物，而是讓雙氧水定向只與苯發(fā)生反應(yīng)，直接一步制備出苯酚，獲得純苯酚的收率極高，苯酚收率和雙氧水利用率均達(dá)30%以上；反應(yīng)過程中只產(chǎn)生水，沒有其他廢棄物。
此外，這種新型催化劑并非由五價(jià)變?yōu)樗膬r(jià)產(chǎn)生自由基引發(fā)反應(yīng)，而是在反應(yīng)中不需變價(jià)，即可經(jīng)歷一個(gè)非自由基的快速反應(yīng)生成酚類，從而大幅縮短反應(yīng)時(shí)間，極大提高獲得苯酚的效率。

標(biāo)簽：沸石催化劑什么