环氧丙烷（PO）是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物，年需求量超过千万吨，是聚氨酯、不饱和聚酯树脂等下游产品的核心原料。传统氯醇法工艺虽成熟，但会产生大量含氯废水和废渣，正被逐步淘汰。而HPPO法（过氧化氢直接氧化法）以丙烯和双氧水为原料，在钛硅分子筛（TS-1）催化下一步生成环氧丙烷，副产物仅为水，被公认为绿色工艺的代表。
目前，我国环氧丙烷已实现5种工艺路线的工业化。其中，HPPO法凭借其原子经济性高、无污染等优势，已成为产能占比最高的绿色主流工艺之一。2025年，国内新增环氧丙烷产能达164万吨，总产能跃升至896万吨，而HPPO法产能占比在2024年已达到33.5%。国内多套大型HPPO装置已建成投产，该工艺已被公认为最具发展前景的绿色路线。但HPPO法有一个长期未解的“隐痛”：串联催化过程中，中间体过氧化氢还没来得及“抵达”活性位点就开始分解，同时亲水性的环氧产物在催化剂表面滞留时间过长，容易引发开环副反应和积碳，导致催化剂快速失活。
一、一把“疏水伞”破解扩散-分解难题
近日，武汉科技大学核磁共振与分子交叉研究院刘志强/郑安民课题组，联合中国石油大学（华东）、浙江大学及英国卡迪夫大学，在国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表了题为“Hydrophobic Promoter-Enhanced Tandem Catalysis for Alkene Epoxidation With H₂ and O₂”的研究论文。该期刊是化学领域公认的顶级期刊之一。
研究团队的核心突破在于——用一把物理混合的“疏水伞”，在不改变催化剂活性位点本身的前提下，调控了反应中间体的“交通秩序”。
具体来说，团队通过物理混合疏水聚合物的简便策略，在串联催化体系中实现了双向调控：
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加速“送达”：疏水环境促使H₂O₂更快地向催化剂远端钛位点迁移，减少分解损耗；
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加速“撤离”：亲水性的环氧丙烷产物一旦生成便快速脱附，避免在催化剂表面停留引发开环副反应和积碳。
二、绿色工艺的工业化“最后一公里”
这项研究的工业价值在于HPPO法的规模化应用前景。该策略成功打破了串联催化中“扩散–分解”的长期权衡，在不改变催化剂活性位点本征结构的前提下实现了传质行为的精准调控。这种“四两拨千斤”的思路——用物理混合的简便策略替代复杂的催化剂改性——为推进可持续串联催化在工业尺度上的应用提供了可行的技术蓝图。
近年来，国内HPPO法装置正加速落地。中国化学天辰公司自主研发的HPPO技术已入选工信部先进适用技术名单。然而，双氧水价格波动及产能快速扩张，使HPPO法在2025年遭遇了16年来首次理论亏损。在这一背景下，提升催化剂寿命和反应效率，正是降低HPPO法综合成本、打通其工业化“最后一公里”的关键所在。
论文由卡迪夫大学林栋、武汉科技大学刘志强、浙江大学王亮和中国石油大学（华东）冯翔教授担任共同通讯作者。
三、从实验室到反应器
从“H₂O₂运输效率低”到“一把疏水伞解决两个问题”，这项研究为绿色环氧丙烷生产提供了一个新的技术选项——既提升了反应效率，又延长了催化剂寿命。在HPPO法从示范装置走向大规模工业应用的关键节点上，这样的基础研究突破，或许正是推动绿色化工从实验室走向反应器的那块重要拼图。
