日本開發(fā)丙烷/CO2氧化脫氫制丙烯三元納米合金催化劑

日本北海道大學(xué)催化研究所研究團(tuán)隊開發(fā)一種以氧化鈰為載體的Pt-Co-In三元納米合金催化劑，用于丙烷/CO2氧化脫氫制丙烯(CO2-ODP)反應(yīng)，具有催化活性和丙烷選擇性高、穩(wěn)定性好以及CO2利用效率高等特點。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然·催化》雜志。

丙烷CO2-ODP反應(yīng)是傳統(tǒng)丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)的替代路線，但現(xiàn)有催化劑轉(zhuǎn)化效率不高，開發(fā)一種高效的CO2-ODP催化劑勢在必行。

負(fù)載在CeO2上的Pt-Co-In三元納米合金具有(Pt1-Co)2In3偽二元合金結(jié)構(gòu)。其中鉑、鈷和銦3種金屬具有各自的特殊選擇性。鉑是主要活性金屬，能破壞碳?xì)滏I，鈷用于加速CO2捕集和活化，銦則用來提高選擇性。

該研究團(tuán)隊在550 ℃下測試該催化劑活性，將結(jié)果與現(xiàn)有催化劑進(jìn)行比較，并通過機(jī)理研究不同組分的功能。與其他催化劑相比，三元納米合金催化劑將反應(yīng)速率提高約5倍，在550 ℃時表現(xiàn)出極高的催化活性，CO2轉(zhuǎn)化率和丙烯選擇性高，穩(wěn)定性好，丙烯收率高。通過將合金的強(qiáng)CO2活化能力與氧化鈰載體的氧釋放能力相結(jié)合，催化劑穩(wěn)定性大大增強(qiáng)，有助于Mars-van Krevelen型焦炭燃燒。

該研究可為新型丙烷氧化脫氫制丙烯催化劑的設(shè)計提供借鑒。