中石大在丙烷无氧脱氢催化剂方面取得联合研究新进展

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本报讯 近日,中国石油大学(北京)化学工程与环境学院、重质油全国重点实验室姜桂元教授团队联合德国莱布尼兹催化研究所Evgenii V. Kondratenko 教授团队、焦海军教授团队、山西大学、中国科学院大连化学物理研究所及德国卡尔斯鲁厄理工学院等科研机构合作者,在丙烷无氧脱氢催化剂研究方面取得新进展 。 研 究 结 果 以“ 混 合 价Co0/IIOx 簇负载于 Silicalite-1促 进 丙 烷 脱 氢 制 丙 烯 ”为题,于 2 月 23 日在《自然催化》(Nature Catalysis) 在 线发表,并被选作 3 月刊正封面。

该研究中,研究人员利用分子筛缺陷羟基位点,通过强静电吸附策略在纯硅分子筛 Silicalite-1 上构筑了亚纳米 CoOX 团簇物种。系统表征结果表明,这些 CoOX团簇在 PDH 反应条件下可发生部分还原,形成由少量金属态 Co0 原子分布在 Co2+氧化物团簇上的混合价活性结构,该类混合价 Co0/IIOX团簇通过晶格氧与分子筛骨架牢固锚定,在高温反应环境中保持高度稳定。该催化剂在接近平衡转化率条件下展现出优异的丙烯选择性、生成速率和长周期稳定性,并在多轮反应/再生循环中保持良好耐久性,显示出潜在的工业应用前景。初步技术经济评估结果表明,该体系在丙烯生产成本方面具有竞争力。本研究不仅构建和明确了高效 Co基催化剂的活性位及催化作用机制,还为反应条件下有目的设计和调控高效非贵金属基 PDH 催化剂提供了基础。

该 研 究 得 到 国 家 自 然 科 学 基金、国家重点研发计划课题以及德国科学基金会等项目的资助。

(化学工程与环境学院)