中國科學院金屬研究所在烷烴脫氫催化劑研究上取得進展

近日中國科學院金屬研究所在烷烴脫氫反應催化劑研究上取得進展。將“MXene”材料用作烷烴脫氫反應的催化劑，并揭示了該催化劑催化烷烴脫氫的活性位和反應路徑，為工業烷烴脫氫催化劑的開發提供了新思路。

該研究所將“MXene”材料用于乙苯脫氫制苯乙烯反應，發現單位比表面積“MXene”材料的乙苯脫氫活性達到92 μmol/(m2·h)，苯乙烯選擇性達97.5%，高于目前已知的高活性非金屬脫氫催化劑，且高溫穩定性較好。

通過多種表征手段分析，發現該反應以刻蝕過程中產生的C—Ti—O官能團作為脫氫活性位，依次脫去乙苯分子中乙基上的兩個氫原子而得到苯乙烯。同時，“MXene”材料的層狀結構也有利于反應過程中的傳熱和傳質，從而使該催化劑具有較高的活性和穩定性。

據悉，工業上苯乙烯主要是在過量過熱水蒸氣的保護下，由鉀促進的氧化鐵催化劑催化乙苯脫氫制得。這種生產方法需要消耗大量的能源和水資源，不利于綠色經濟的發展。探索和研制新型的催化材料并降低反應能耗一直是工業脫氫領域研究的重點。

“MXene”作為過渡金屬碳化物二維晶體，具有與石墨烯類似的結構?？赏ㄟ^氫氟酸刻蝕層狀MAX相陶瓷材料獲得，具有較好的力學、電子、磁學等性能，可用于電化學儲能以及復合材料增強、潤滑、電磁屏蔽等領域的研究。