近日，福州大學(xué)、中石化(上海)石油化工研究院有限公司、中國科學(xué)院上海高等研究院在丙烷脫氫催化劑研究領(lǐng)域開展合作并取得進展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《科學(xué)》。
當(dāng)下，頁巖氣革命和“雙碳”戰(zhàn)略推動了丙烷脫氫技術(shù)的迅猛發(fā)展，使其成為定向生產(chǎn)丙烯的主流路線。負(fù)載型Pt團簇是丙烷脫氫技術(shù)的主流催化劑。然而，Pt團簇在苛刻服役工況下極易發(fā)生燒結(jié)失活，必須頻繁地在氧—氯混合氣氛中通過氯誘導(dǎo)Pt顆粒再分散，同時燒除積炭，以恢復(fù)其催化活性。這不僅導(dǎo)致設(shè)備腐蝕和含氯污染物生成，還會產(chǎn)生大量的碳排放。
該研究團隊圍繞創(chuàng)制無氯條件下可再生的Pt基催化劑開展研究，提出一種簡單高效的丙烷脫氫催化劑制備方法。采用該方法制備的催化劑在“脫氫反應(yīng)—燒炭再生”循環(huán)中表現(xiàn)出團簇與單原子動態(tài)可逆轉(zhuǎn)化。尤為重要的是，其在800℃氧化環(huán)境中連續(xù)處理長達(dá)10天后，催化劑孔道內(nèi)的Pt物種依然保持穩(wěn)定，實現(xiàn)了在無氯氧化氣氛中超百次的完全再生。
該研究不僅為烷烴脫氫Pt催化劑制備提供了科學(xué)基礎(chǔ)，還為高溫抗燒結(jié)金屬團簇催化劑的研發(fā)開辟了新途徑。
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