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丙烷氧化脱氢制丙烯的新型催化剂

作者:Scott Jenkins

传统的丙烷脱氢(PDH)是一种吸热平衡限制反应,需要高温才能获得商业上可行的丙烯产量。丙烷氧化脱氢可以在更低的温度和更有选择性地通过动力学而不是热力学控制反应生成丙烯。然而,事实证明很难防止大量丙烷燃烧并产生足够的丙烯。

美国西北大学(Northwestern University)的研究人员设计并开发了一种新型串联催化剂。www.northwestern.edu.)在450°C(与传统PDH的~600°C相比)条件下,以75%的选择性和40%的单道丙烷转化率将丙烷氧化脱氢制丙烯,取得了良好的效果。

催化剂由A〜2nm壳组成2O3.在现有的PDH催化剂表面上由原子层沉积(ALD)生长(在Al上的Pt纳米粒子)2O3.球体)。in.2O3.分层留下PT纳米粒子部分暴露并带来2O3.选择性地催化氢燃烧,与Pt颗粒紧密接近。“在从PT催化剂上从丙烷取出H原子后,它们可以将表面扩散到其中2O3.形成水,”西北大学教授贾斯汀·诺特斯坦解释说。“对于我们的串联催化剂,我们需要非常快地燃烧氢原子,这样氧气就不会氧化铂表面的丙烷或丙烯,”他说。

Notestein说:“不仅可以在较低温度下进行氧化脱氢而不达到热力学极限,而且不需要像传统的PDH那样连续再加热。”串联催化剂的设计稳定了铂的烧结性能,延长了催化剂的使用寿命,并消除了再生的需要。这项研究由美国国家科学基金会烷烃资源创新和战略转化中心(CISTAR)资助。

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