来源：天津大学
7月19日，《科学》杂志以封面论文形式刊发天津大学新能源化工团队突破性研究成果，团队成功研发出成本低廉、对环境友好的新型丙烯催化剂，为下一代烯烃核心技术奠定科学基础。《科学》杂志7月19日封面。（天津大学供图）
丙烯是世界上产量最大的化工品之一，也是塑料、橡胶、纤维、医药等领域重要的基础化工原料。丙烯产业对全球石油化工产业链具有重要战略意义。2023年我国丙烯产量6000万吨左右，约占全球总产量三分之一，总产值超过6000亿元。在众多丙烯生产技术中，丙烷脱氢工艺因经济效益高、石油依赖低成为主流。然而传统丙烷脱氢催化剂原料稀缺昂贵、环境污染严重，导致行业面临可持续发展问题。更高效、更廉价、更环保的下一代丙烯催化剂已成为全球化工行业竞相抢占的科技制高点。天津大学新能源化工团队在团队负责人巩金龙教授带领下，围绕“双碳”战略，以化工产业绿色低碳转型升级为目标，针对当前传统丙烷脱氢催化剂往往使用贵金属或高毒性元素的现状，提出利用廉价且对环境友好的氧化物与金属之间电子相互作用促进催化过程的科学假设。团队根据这一思路，历时五年研发出氧化钛@镍复合催化剂。钛在地球上储量丰富，比常见的铜、锡、铅、锌都要多，我国是储量居世界前列的钛资源大国；全球镍资源也十分丰富。团队通过控制氧化钛在金属镍颗粒表面的覆盖程度，实现了氧化钛和镍之间电子转移的精准调节。在丙烷脱氢工业相关反应条件下，展现出与主流催化剂相当的活性、选择性和稳定性。机理研究表明，氧空位邻近的四配位钛位点是丙烷脱氢的关键活性物种，次表面金属镍作为电子助剂，加速氧化钛表面碳氢键活化和氢气解吸过程，同时抑制裂解、积碳等副反应的发生，提升目标产物选择性和催化效率。为发展下一代高效、廉价、环保可持续的丙烯催化剂奠定了科学基础。金属-氧化物相互作用介导的氧化钛包覆层催化丙烷脱氢
论文共同第一作者、天津大学化工学院博士陈赛说，全球钛、镍资源储量丰富，我国是钛资源大国。实验结果显示，这种新型催化剂性能优于国际同类产品，可节约成本30%至50%，且同时实现催化剂制备、使用过程的无毒化和低能耗。这为发展下一代高效、廉价、环保可持续的丙烯催化剂奠定了科学基础。DOI:10.1126/science.adp7379https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp7379免责声明：所载内容来源于互联网、微信公众号等公开渠道，我们对文中观点保持中立态度。本文仅供参考，交流。转载的稿件版权归原作者和机构所有，如有侵权，请联系我们删除。