我国学者在丙烷脱氢Pt催化剂研究中取得进展

日期:2025-09-16  来源: 化学科学部     作者: 周晨 陈杰 张国俊   【 】   【 打印 】  【 关闭

图 丙烷脱氢金属团簇-分子筛催化剂示意

  在国家自然科学基金项目(批准号:2247807622221005224082082217806221878050U23A20113U22B6011)等资助下,福州大学、清源创新实验室鲍晓军、朱海波团队联合中石化(上海)石油化工研究院有限公司、中国科学院大连化学物理研究所等单位,在丙烷脱氢催化剂研究方面取得进展。研究成果分别以:(1)“高耐久性、自愈再生的Pt/Ge-MFI丙烷脱氢催化剂(A self-regenerating Pt/Ge-MFI zeolite for propane dehydrogenation with high endurance)”为题,于2025年4月10日发表于《科学》(Science)期刊,论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu6907;(2)“分子筛中铂迁移-锁定构筑超稳定丙烷脱氢催化剂(Pt migration–lockup in zeolite for stable propane dehydrogenation catalyst)”为题,于2025年5月28日发表于《自然》(Nature)期刊,论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-025-09168-8。

  丙烷脱氢是生产丙烯的重要技术。该研究团队以创制与固定床工艺匹配的高稳定性Pt催化剂为目标,聚焦解决反应过程中Pt在还原气氛下的物理烧结及催化剂再生过程中Pt团簇在氧化气氛下由Ostwald熟化导致的化学烧结等科学问题。

  针对上述问题,该研究团队创制了全生命周期稳定的丙烷脱氢金属团簇-分子筛催化剂,提出了金属催化剂抗烧结的系统性策略:(1)发展了Pt物种在分子筛孔道中的限域策略,使其在孔道中发生精准的偶联聚集并牢固锁定。由此创制的介观结构分子筛封装的Pt团簇催化剂,突破了现有Pt催化剂稳定性的极限;(2)揭示了Pt物种在Ge-分子筛上具有Ostwald熟化现象的机理,实现其自分散并形成高活性的Pt团簇。据此创制出具有环境自适应性的Pt/Ge-MFI催化剂,实现了Pt催化剂在氧化气氛中无烧结并循环再生。