1,2-环氧化物是一类具有三元环醚结构的化合物，常见的如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等。由于环的张力缘故，使得其化学性质活泼，可与多种试剂发生开环反应，用于生产聚醚、聚酯等，是一类重要的有机化工原料。
钛硅分子筛催化烯烃与H2O2环氧化是生产1,2-环氧化物的重要途径，通常在固定床反应器中进行，催化剂需要成型。挤条成型是最常用的成型方法，其优势在于活性组分含量高，但由于粘结剂的使用，使反应物、产物及反应热的扩散均受到限制。
烯烃环氧化是一类强放热反应，反应热在催化剂宏观颗粒内部积累，不仅造成目标产物选择性降低，而且对安全生产造成潜在威胁；而副产物在钛硅分子筛孔道内的积累是造成其失活的主要原因。
在前期工作中（Catal. Sci. Technol.2020,10, 6116-6124），郭新闻教授团队在挤条成型过程中引入碳化硅、铁或铜等具有高导热系数的物质，改善钛硅分子筛催化剂的整体导热性能，促进反应热的快速移除，进而提高催化剂在1-丁烯环氧化反应中的稳定性。经研究发现，催化剂的稳定性与其导热系数成正比。
尽管如此，成型使用的粘结剂对钛硅分子筛催化性能的影响仍未消除，因此，在前期工作基础上，团队近期开发了一种整体式钛硅分子筛催化剂，选用不锈钢材质的整体式载体，将钛硅分子筛涂覆在其孔道内。载体能够强化传热，且不需要使用粘结剂，使该催化剂对于1-丁烯环氧化反应的稳定性比常规挤条催化剂高近3倍，且具有装填简单、放大效应小、床层压降小等优点。
为了阐明催化剂稳定性与导热性能的关系，团队与中科院过程工程研究所杨超教授团队合作，对催化剂床层温度分布进行模拟。研究发现，在反应温度为40°C时，挤条催化剂床层温升约为5.3°C，而整体式催化剂只有0.2°C。相关工作发表在化工类顶级期刊AIChE Journal（AIChE J.2022, e17870. DOI: https://doi.org/10.1002/aic.17870）上。
该论文还报道了钛硅分子筛催化1-丁烯环氧化本征动力学研究，拟合出主副反应动力学方程，为床层温度分布的模拟提供基础数据。
该研究实验设计及论文撰写过程中得到西澳大利亚大学杨虹教授的倾力帮助。论文第一作者为我校化工学院左轶副教授，通讯作者为中科院过程工程研究所徐俊波副研究员、西澳大利亚大学杨虹教授和我校化工学院郭新闻教授。研究工作得到了国家重点研发计划（2016YFB0301704）、国家自然科学基金（21506021）及江苏省“双创人才”项目的经费支持。
