助力丙烯增產提效，天大成果揭示丙烷脫氫機制

　　日前，天津大學在丙烷脫氫制丙烯催化反應機理研究中取得新進展，通過向原料中添加適量的氫氣，即可在氧化物催化劑表面形成活性更強的金屬氫化物催化位點，提升丙烯生產效率,相關成果已于1月2日發表于國際期刊《自然—化學》。

　　丙烯是一種重要的基礎化工原料，是制造塑料、合成橡膠和合成纖維等“三大合成材料”的基本原料，其下游產品廣泛應用于涂料、醫藥、電器、汽車等領域，在國民經濟中占據重要地位。

　　烯烴的生產技術是衡量一個國家石油化工行業科學技術水平的重要標志。丙烷脫氫是目前我國第二大丙烯制備工藝，也是市場占有率增長最快、最具前景的丙烯生產新技術。在此技術中，催化劑發揮著重要作用。目前丙烷脫氫工業普遍使用的催化劑包括鉑基和鉻基兩種，其中鉑基催化劑價格昂貴；鉻基催化劑雖然較為廉價，但其具有毒性，且飽受“結焦失活快”的困擾，反應十幾分鐘便需再生一次。丙烷脫氫所需的高溫會加劇反應過程中催化劑的結焦失活，也導致了對生產設備的極高要求，極大限制了設備生產能力。因此，在不降低催化劑活性的前提下抑制結焦以降低再生頻率，對于提升丙烯生產效率具有重要意義。

　　天津大學新能源化工團隊提出了“金屬氫化物介導的丙烷脫氫反應”新機制：在丙烷原料中存在適量氫氣的反應條件下，金屬氧化物表面在反應過程中形成金屬氫化物活性位點。新產生的位點參與丙烷脫氫催化循環，在抑制焦炭產生的同時大幅提升催化本征活性，加快了反應進程。基于此，團隊開發了環境友好的負載型氧化鎵基催化劑及臨氫脫氫工藝，顯著提升了丙烷脫氫反應性能，實現優于國際同類產品的丙烷轉化率、丙烯選擇性及反應和再生穩定性。

　　近年來，天津大學新能源化工團隊探索形成“理性設計—精準構筑—應用引領”的催化劑研究范式，攻克了丙烯生產過程中的若干科學和技術難題，建立了相對完整的具有自主知識產權的新型高效丙烷脫氫催化劑及工藝專利體系，部分技術已進入產業化階段，未來有望在全國范圍內推廣應用。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41557-023-01392-x