新的催化剂脱氢丙烷产生丙烯

一群日本科学家已经开发了一种超高的选择性催化剂来脱氢丙烷 - 丙烯的关键石化物质 - 即使在600°C以上的温度下，也没有失活。

丙烯是塑料，合成橡胶，表面活性剂，染料和药物的重要原料。近年来，对丙烯的需求增加了，丙烯是廉价的，页岩原始的丙烷的需求。

需要超过600°C的反应温度才能获得足够的丙烯产量，但是在这些恶劣条件下，由于碳沉积和/或烧结，不可避免地将严重的催化剂停用。因此，在实际使用中的催化剂必须连续或短周期再生，从而使过程效率低下且昂贵。

在本研究中，北海道大学催化研究所的硕士学生Yuki Nakaya和副教授Shinya Furukawa，重点介绍了Platinum（PT）的金属层（PTGA）和GA（GA），它们具有独特的特性和结构和结构和结构和结构和结构和结构和结构和结构。

PTGA具有较高的热稳定性，即使在高温下，其结构也不会变化。众所周知，它的表面上有两种催化位点：一个具有三个PT原子（PT3位点）的位点，另一种具有单原子样孤立的PT（PT1位点）。

该小组假设，如果除产生丙烯之外的PT3位点（促进碳沉积） - 仅允许PT1位点起作用，则该催化剂将是超强的，并且也能够防止碳沉积。该小组尝试了各种金属和催化剂合成方法，仅制作PT1位点功能。

新开发的催化剂（PTGA-PB/SIO₂）是由二氧化硅支持并通过在PTGA表面添加铅（PB）制成的，当在600°C下脱氢丙烷时，它不会失活。催化剂在反应开始后的96小时内将初始转化率保持30％，这比常规催化剂明显稳定。

丙烯选择性高达99.6％，副反应很少，包括碳沉积。结果表明，该催化剂在580°C或更高的温度下产生了世界上最佳性能。特别是，它的寿命是以前报道的此类催化剂的寿命长的两倍。此外，该催化剂可以像常规催化剂一样便宜地生产。他们的结构分析证实了PT的PT3位点，而不是PT1位点，并被PB覆盖和禁用。

“我们的发现可能导致一个更有效，更便宜的工业过程，可以从丙烷中产生丙烯而无需催化剂再生 - 选择性和稳定性比常规的丙烷要高得多，”Furukawa说。“此外，这种方法可能适用于乙烷和异丁烷等其他下烷烃的脱氢作用，从而有助于石化工业的发展。”

资源：https://www.hokudai.ac.jp/en/