丙烷脱氢铂基催化剂超级稳定诞生

全国重点实验室教授鲍晓军、朱海波团队和合作伙伴福州大学化工学院、氟氮化工新材料开发了超稳定的丙烷脱氢铂基催化剂。催化剂由纯丙烷制成，反应温度为550℃。、在接近热力学平衡转化率的情况下，丙烷转化率首次实现了6个月以上的稳定运行，创造了丙烷脱氢铂基催化剂耐久性的新纪录。5月28日，《自然》发布了相关研究成果。

丙烯是塑料、橡胶和纤维三种合成材料的重要基础化学原料。丙烷脱氢技术已经成为石化行业原料轻质化转型的核心技术路径。截至2024年，我国丙烷脱氢装置总产能已超过2300万吨/年。丙烷脱氢铂基催化剂在高温反应条件下容易烧结，导致催化剂失活。开发高活性、高稳定性的铂基催化剂一直是丙烷脱氢技术创新面临的重大挑战。

研究小组发现，将铂粒子封装在MFI分子筛孔中，可以在短时间内抑制其烧结和失活;在长期反应中，铂粒子会慢慢从分子筛孔扩散到外表面聚集，导致不可逆的失活。因此，避免铂失活的根本途径是防止铂粒子扩散到分子筛的外表面。团队进一步研究发现，铂粒子的稳定性取决于MFI分子筛的b轴长度。当b轴长度小于2微米时，铂粒子由于扩散路径短，迅速迁移到催化剂外表面，然后无限聚集形成大颗粒，导致催化剂不可逆地失活。当b轴长时

经过8年的持续攻关，鲍晓军和朱海波团队在丙烷脱氢铂基催化剂领域取得了系统性突破。两个月内，研究论文在《科学》和《自然》上发表，分别解决了铂基催化剂无氯氧化再生和反应稳定两大挑战。该系统的研究成果不仅为解决贵金属催化剂烧结及其无氯氧化再生两大催化领域公认的问题提供了新的思路，也为创新丙烷脱氢技术开辟了新的途径。