記者4日從廈門大學(xué)獲悉,該校化學(xué)化工學(xué)院教授王野、傅鋼和上海同步輻射光源研究員姜政團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制出壽命超過5500小時(shí)的超高穩(wěn)定性催化劑,用于開發(fā)新一代烷烴直接脫氫技術(shù)。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在國際學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)》上。
低碳烯烴是合成纖維、橡膠、塑料等諸多大宗化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料。烷烴直接脫氫是工業(yè)制烯烴的重要途徑。當(dāng)前,烷烴直接脫氫技術(shù)須在苛刻的高溫條件下進(jìn)行,且商業(yè)催化劑易燒結(jié)、易積碳,需頻繁燒炭再生,由此帶來高能耗、高排放等一系列問題。構(gòu)筑在高溫苛刻反應(yīng)條件下穩(wěn)定,且兼具高活性和高選擇性的金屬催化劑,是催化領(lǐng)域攻關(guān)難點(diǎn),但科學(xué)家一直都難以開發(fā)出在工業(yè)條件下實(shí)現(xiàn)500小時(shí)以上的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的催化劑。 該科研團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑,提出“原位動態(tài)構(gòu)建活性位”的概念,利用金屬銦的親氧性和動態(tài)遷移特點(diǎn),設(shè)計(jì)了高度穩(wěn)定的催化劑。 “新型催化劑可有效規(guī)避積碳生成,無需像商用烷烴脫氫工藝額外添加氫氣以抑制積碳,也無需通過空氣燒焦頻繁再生,過程更簡便、更綠色。”王野介紹,研究團(tuán)隊(duì)以純丙烷為反應(yīng)原料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)該催化劑在550℃的近工業(yè)反應(yīng)條件下連續(xù)測試長達(dá)5500小時(shí),活性和選擇性均保持穩(wěn)定。同時(shí),該催化劑還可以副產(chǎn)氫氣。在600℃的條件且高丙烷轉(zhuǎn)化率超過60%的情況下,該催化劑可連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行1200小時(shí)以上。 目前,該團(tuán)隊(duì)已申請和獲得多項(xiàng)中國發(fā)明專利,正開展催化劑放大實(shí)驗(yàn),并與相關(guān)能源化工企業(yè)開展密切合作,推進(jìn)該原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究成果走向產(chǎn)業(yè)化。 |