近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員鄧德會、研究員于良團隊和大連理工大學研究員黃瑞合作，在乙炔加氫制乙烯研究中取得新進展，團隊利用硫化鎢限域鈀原子（Pd/WS2）催化劑實現常溫常壓、高活性、高穩定性乙炔加氫制乙烯，該工作為溫和條件下乙烯生產提供了新的途徑。相關成果發表在《自然-通訊》上。
乙烯是化學工業重要的基本原料，目前主要通過石腦油高溫裂解工藝生產，工藝流程復雜、能耗較高。由于石油資源的過度消耗以及我國高的原油進口依存度，開發乙烯多元化生產路徑具有重要意義。結合我國“富煤貧油”的資源稟賦，通過煤制乙炔，再經乙炔加氫制乙烯，是替代傳統石油基乙烯生產路線的一種具有前景的途徑。然而，目前乙炔加氫制乙烯常用于乙烯中痕量乙炔的去除，較高的反應溫度導致選擇性難以控制，以及存在能耗較高、易積碳和穩定性差等缺點。因此，開發低溫、高活性、高穩定性的乙炔加氫制乙烯新途徑具有重要意義。
本研究中，團隊開發了WS2限域Pd原子催化劑，直接在常溫常壓下實現了乙炔加氫制乙烯，乙炔轉化率>99%，乙烯選擇性>70%，500小時穩定運行基本無失活。團隊通過球差電鏡、原位譜學和理論計算研究證實，在WS2硫原子配位的限域作用下，缺失部分電子的Pd原子同時具有較高的氫氣解離能力、乙炔加氫能力和乙烯脫附能力，因此獲得高的乙炔轉化活性和乙烯選擇性。
這項工作為煤基乙炔制乙烯的低溫、低碳排放生產提供了科學和技術支撐。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-53481-1