超穩(wěn)丙烷脫氫鉑基催化劑研發(fā)成功

原標題：超穩(wěn)丙烷脫氫鉑基催化劑研發(fā)成功

記者日前從福州大學獲悉，該校鮑曉軍教授、朱海波教授團隊聯(lián)合清源創(chuàng)新實驗室、中國科學院大連化學物理研究所等單位，在丙烷脫氫催化劑領(lǐng)域取得突破性進展，研制出超穩(wěn)定的丙烷脫氫鉑基催化劑。該催化劑以純丙烷為原料，在反應(yīng)溫度為550℃、丙烷轉(zhuǎn)化率接近熱力學平衡轉(zhuǎn)化率的條件下，首次實現(xiàn)了超6個月的穩(wěn)定運行，創(chuàng)造了新的丙烷脫氫鉑基催化劑耐久性世界紀錄。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表在國際期刊《自然》上。

丙烯是生產(chǎn)塑料、橡膠和纖維三大合成材料的基礎(chǔ)化工原料，丙烷脫氫已成為生產(chǎn)丙烯的核心路徑。截至2024年，國內(nèi)丙烷脫氫裝置的總產(chǎn)能已突破2300萬噸/年。丙烷脫氫鉑基催化劑在高溫反應(yīng)條件下極易發(fā)生燒結(jié)而導(dǎo)致催化劑的失活，因此研發(fā)高穩(wěn)定性的鉑基催化劑是丙烷脫氫技術(shù)革新面臨的重大挑戰(zhàn)。

團隊首次發(fā)現(xiàn)MFI分子篩封裝的鉑粒子的穩(wěn)定性與其b軸長度密切相關(guān)。當b軸長度大于2微米時，擴散路徑較長致使鉑粒子在分子篩孔道內(nèi)發(fā)生聚集而長大，長大的鉑粒子最終被“卡”在孔道中并被牢固鎖定，從而避免了鉑粒子的團聚失活。基于上述發(fā)現(xiàn)，團隊提出通過分子篩孔道限域?qū)崿F(xiàn)鉑粒子的“擴散—聚集—自鎖”，創(chuàng)制出具有抗燒結(jié)性能的超穩(wěn)定性丙烷脫氫鉑基催化劑。

團隊經(jīng)過長達8年的持續(xù)攻關(guān)，在丙烷脫氫鉑基催化劑領(lǐng)域取得了系統(tǒng)性突破。在近兩個月內(nèi)，其先后在國際期刊《科學》和《自然》上發(fā)表研究論文，分別解決了鉑基催化劑無氯氧化再生與反應(yīng)穩(wěn)定性兩大挑戰(zhàn)。該系統(tǒng)性研究成果不僅為貴金屬催化劑燒結(jié)及再生困難這兩大催化領(lǐng)域公認難題的解決提供了新思路，也為變革丙烷脫氫技術(shù)開辟了新途徑。（記者謝開飛 通訊員王憶希）