超稳丙烷脱氢铂基催化剂研发成功

科技日报讯 （记者谢开飞 通讯员王忆希）记者日前从福州大学获悉，该校鲍晓军教授、朱海波教授团队联合清源创新实验室、中国科学院大连化学物理研究所等单位，在丙烷脱氢催化剂领域取得突破性进展，研制出超稳定的丙烷脱氢铂基催化剂。该催化剂以纯丙烷为原料，在反应温度为550℃、丙烷转化率接近热力学平衡转化率的条件下，首次实现了超6个月的稳定运行，创造了新的丙烷脱氢铂基催化剂耐久性世界纪录。相关研究成果近日在线发表在国际期刊《自然》上。

丙烯是生产塑料、橡胶和纤维三大合成材料的基础化工原料，丙烷脱氢已成为生产丙烯的核心路径。截至2024年，国内丙烷脱氢装置的总产能已突破2300万吨/年。丙烷脱氢铂基催化剂在高温反应条件下极易发生烧结而导致催化剂的失活，因此研发高稳定性的铂基催化剂是丙烷脱氢技术革新面临的重大挑战。

团队首次发现MFI分子筛封装的铂粒子的稳定性与其b轴长度密切相关。当b轴长度大于2微米时，扩散路径较长致使铂粒子在分子筛孔道内发生聚集而长大，长大的铂粒子最终被“卡”在孔道中并被牢固锁定，从而避免了铂粒子的团聚失活。基于上述发现，团队提出通过分子筛孔道限域实现铂粒子的“扩散—聚集—自锁”，创制出具有抗烧结性能的超稳定性丙烷脱氢铂基催化剂。

团队经过长达8年的持续攻关，在丙烷脱氢铂基催化剂领域取得了系统性突破。在近两个月内，其先后在国际期刊《科学》和《自然》上发表研究论文，分别解决了铂基催化剂无氯氧化再生与反应稳定性两大挑战。该系统性研究成果不仅为贵金属催化剂烧结及再生困难这两大催化领域公认难题的解决提供了新思路，也为变革丙烷脱氢技术开辟了新途径。