福州大學化工學院、氟氮化工新材料全國重點實驗室鮑曉軍教授、朱海波教授課題組與清源創新實驗室、中石化(上海)石油化工研究院有限公司、上海高等研究院(上海光源)等單位在“丙烷脫氫催化劑”方面開展合作研究,并取得重大進展。2025年4月10日,課題組與相關合作單位在頂級期刊Science上以“first release”形式發表了一篇題為“A self-regenerating Pt/Ge-MFI zeolite for propane dehydrogenation with high endurance”的研究論文。福州大學博士研究生洪惠真為該篇論文第一作者,鮑曉軍教授、朱海波教授為通訊作者。這是福州大學再次以第一單位在Science上發表研究成果。
頁巖氣革命和“雙碳”戰略推動了丙烷脫氫(PDH)技術的迅猛發展,使其成為定向生產丙烯的主流路線。負載型Pt團簇是PDH技術的主流催化劑。然而,Pt團簇在苛刻服役工況下極易發生燒結失活,為此工業上必須頻繁地在氧-氯混合氣氛中通過氯誘導Pt顆粒再分散,同時燒除積炭,以恢復其催化活性。這不僅導致設備腐蝕和含氯污染物生成,還會產生大量的碳排放。
該研究團隊圍繞創制無氯條件下可再生的Pt基催化劑這一重大課題開展研究,發現Ge-分子篩負載的Pt催化劑具有獨特的環境適應能力及Ge-分子篩在氧化氣氛中具有奇特的“捕獲”Pt的能力,據此提出了一種簡單、高效的PDH催化劑制備方法。該催化劑在“脫氫反應-燒炭再生”循環中表現出“Pt 8 團簇?Pt 1 單原子” 動態可逆轉化。 尤為重要的是,其在800℃氧化環境中連續處理長達10天后,催化劑孔道內的Pt物種依然保持穩定,首次實現了在無氯氧化氣氛中超百次的完全再生。該研究成果不僅為烷烴脫氫Pt催化劑的設計和制備提供了科學基礎,還為高溫抗燒結金屬團簇催化劑的研發開辟了新途徑。
近年來,福州大學緊緊圍繞國家“雙一流”建設、“十四五”規劃、“1445”戰略工程和百條任務攻堅等戰略目標,全面落實“11個一流”建設要求,全力推進“八大重點任務”攻堅,穩步推進高水平科研創新工程,在引領性原創成果產出方面不斷取得突破。“十四五”以來,福州大學教師以第一單位(含共同第一作者)或通訊單位發表CNS主刊論文共8篇。
來源:福州大學科技處、化工學院
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