美國(guó)西北大學(xué)的丙烷氧化脫氫制丙烯串聯(lián)催化劑研究獲進(jìn)展

美國(guó)西北大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型串聯(lián)催化劑用于丙烷氧化脫氫制丙烯，在溫度為450 ℃時(shí)催化效果良好，丙烷轉(zhuǎn)化率為40%，丙烯選擇性為75%。

傳統(tǒng)丙烷脫氫(PDH)需要高溫才能達(dá)到工業(yè)可行的丙烯收率，常規(guī)工藝溫度約600 ℃。丙烷氧化脫氫可在較低溫度下生成丙烯，且可通過動(dòng)力學(xué)而非熱力學(xué)來控制反應(yīng)，選擇性更高。但是該方法會(huì)出現(xiàn)大量丙烷燃燒，且丙烯收率低。

西北大學(xué)開發(fā)的催化劑以Al2O3球體上的Pt納米粒子為核，在其表面通過原子層沉積(ALD)生長(zhǎng)約2 nm的In2O3為殼組成，In2O3的分層使Pt納米粒子部分暴露，從而使In2O3與Pt粒子非常接近，形成串聯(lián)催化劑。丙烷與Pt催化劑接觸后脫氫，氫原子可擴(kuò)散到In2O3表面生成水。

該串聯(lián)催化劑可將氫原子快速與氧結(jié)合生成水，避免了氧氣氧化Pt表面的丙烷或丙烯。采用該催化劑可在低溫下進(jìn)行氧化脫氫，而且不需要進(jìn)行傳統(tǒng)PDH工藝的連續(xù)再加熱。串聯(lián)催化劑設(shè)計(jì)方式可以避免Pt燒結(jié)，延長(zhǎng)了催化劑使用壽命且無(wú)需再生。