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科学家创制高效丙烷脱氢催化新材料|世界热议


来源： 今日科学

本报讯（记者张双虎）近日，华东师范大学化学与分子工程学院教授吴鹏团


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本报讯（记者张双虎）近日，华东师范大学化学与分子工程学院教授吴鹏团队在分子筛孔道限域金属催化剂高效催化丙烷脱氢领域取得重要进展。面向丙烷脱氢制丙烯这一重要工业反应对高活性、高选择性和高稳定性贵金属催化剂的实际需求，课题组创制了超大微孔硅锗沸石孔道内限域锚定铂（Pt）团簇催化剂，利用沸石骨架金属与Pt的强相互作用，实现了丙烷脱氢高选择性制丙烯反应的长周期运行。6月12日，相关研究在线发表于《自然-催化》。

丙烯是化学工业中最重要的烯烃之一，用于生产多种大宗化学品。广泛用于丙烷脱氢制丙烯的Pt基催化剂面临着制造成本高、容易团聚烧结和高温下催化性能快速失活等问题。开发兼具理想催化活性、高选择性及耐久性的新型催化剂具有重要的学术和应用价值。

吴鹏团队开发了一种硅锗分子筛（UTL）型硅锗沸石孔道限域的Pt亚纳米团簇型金属催化剂，巧妙利用UTL中特殊的富锗双四元环结构诱导锚定客体Pt，用亚纳米Pt团簇构建一种主客体双金属结构催化剂，极大提升了丙烷脱氢的催化性能，并具有高活性、高丙烯选择性和高耐久性。

该催化剂在500℃的反应温度下获得了超过54%的丙烷稳定转化率、99%以上的丙烯选择性。实验中，催化剂在不同的丙烷分压、空速以及反应温度下持续稳定催化4200小时。为满足工业应用需要，课题组还评价了纯丙烷进料、580℃/600℃高温条件下长时间的丙烷脱氢性能，结果表明该催化剂具有工业应用前景。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41929-023-00968-7

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