美國西北大學的丙烷氧化脫氫制丙烯串聯(lián)催化劑研究獲進展

美國西北大學的研究團隊開發(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 ℃時催化效果良好，丙烷轉化率為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，且可通過動力學而非熱力學來控制反應，選擇性更高。但是該方法會出現(xiàn)大量丙烷燃燒，且丙烯收率低。

西北大學開發(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行氧化脫氫，而且不需要進行傳統(tǒng)PDH工藝的連續(xù)再加熱。串聯(lián)催化劑設計方式可以避免Pt燒結，延長了催化劑使用壽命且無需再生。