我國科學家成功研發廉價綠色丙烯生產催化劑

日前，《科學》雜志以封面論文形式刊發天津大學新能源化工團隊突破性研究成果。團隊成功研發出成本低廉、對環境友好的新型丙烯催化劑，為低碳烯烴生產技術的可持續發展奠定了催化科學基礎。

丙烯是世界上產量最大的化工品之一，也是塑料、橡膠、纖維、醫藥等領域重要的基礎化工原料。丙烯產業對全球石油化工產業鏈具有重要戰略意義。2023年我國丙烯產量6000萬噸左右，約占全球總產量三分之一，總產值超過6000億元。在眾多丙烯生產技術中，丙烷脫氫工藝因經濟效益高、石油依賴低成為主流。然而傳統丙烷脫氫催化劑原料稀缺昂貴、環境污染嚴重，導致行業面臨可持續發展問題。更高效、更廉價、更綠色環保的下一代丙烯催化劑已成為全球化工行業競相搶占的科技制高點。

天津大學新能源化工團隊在團隊負責人鞏金龍教授帶領下，圍繞“雙碳”戰略，以化工產業綠色低碳轉型升級為目標，針對當前傳統丙烷脫氫催化劑往往使用貴金屬或高毒性元素的現狀，大膽提出了使用價格低廉且對環境友好的氧化物與金屬產生電子作用從而促進催化過程的科學假設。團隊根據這一思路，歷時五年研發出氧化鈦-鎳復合催化劑。

據了解，鈦在地球上儲量豐富，比常見的銅、錫、鉛、鋅都要多，我國是儲量居世界前列的鈦資源大國；全球鎳資源也十分豐富。團隊通過控制氧化鈦在金屬鎳顆粒表面的覆蓋程度，實現了氧化鈦和鎳之間電子轉移的精準調節，在提升催化活性的同時，抑制了裂解、積碳等副反應的發生。

實驗結果顯示：這種新型催化劑體現出優異的丙烯選擇性及穩定性，性能優于國際同類產品，可節約成本30-50%，且同時實現了催化劑制備、使用過程的無毒化和低能耗，為發展下一代高效、廉價、環保可持續的丙烯催化劑奠定了科學基礎。

近年來，天津大學新能源化工團隊圍繞“雙碳”戰略，面向世界科技前沿和國家重大需求，開展理論和應用基礎研究，持續推進低碳能源化工技術的革新。據該論文共同第一作者、天津大學化工學院陳賽博士介紹：“下一步，團隊將繼續深耕丙烷脫氫技術領域，助力我國自主掌握下一代丙烯催化劑的關鍵核心技術，推動化工行業向更環保、高效、可持續的方向發展。”