近日，福州大学、中石化(上海)石油化工研究院有限公司、中国科学院上海高等研究院在丙烷脱氢催化剂研究领域开展合作并取得进展。相关研究成果发表于《科学》。
当下，页岩气革命和“双碳”战略推动了丙烷脱氢技术的迅猛发展，使其成为定向生产丙烯的主流路线。负载型Pt团簇是丙烷脱氢技术的主流催化剂。然而，Pt团簇在苛刻服役工况下极易发生烧结失活，必须频繁地在氧—氯混合气氛中通过氯诱导Pt颗粒再分散，同时烧除积炭，以恢复其催化活性。这不仅导致设备腐蚀和含氯污染物生成，还会产生大量的碳排放。
该研究团队围绕创制无氯条件下可再生的Pt基催化剂开展研究，提出一种简单高效的丙烷脱氢催化剂制备方法。采用该方法制备的催化剂在“脱氢反应—烧炭再生”循环中表现出团簇与单原子动态可逆转化。尤为重要的是，其在800℃氧化环境中连续处理长达10天后，催化剂孔道内的Pt物种依然保持稳定，实现了在无氯氧化气氛中超百次的完全再生。
该研究不仅为烷烃脱氢Pt催化剂制备提供了科学基础，还为高温抗烧结金属团簇催化剂的研发开辟了新途径。