7月9日，科學(xué)Science發(fā)布了一項由密歇根大學(xué)和殼牌石油開發(fā)的新型催化劑，這種催化劑由二氧化硅負(fù)載鉑和錫納米顆粒組成，從天然氣中制取丙烯的效率是目前商用氧化鋁載體催化劑的10倍。

論文鏈接：DOI: 10.1126/science.abg7894

在制造業(yè)供應(yīng)鏈遭受重創(chuàng)的2020年里，另一種短缺正使制造商和消費者的生活遭遇麻煩——塑料、食品包裝、汽車零部件、服裝、醫(yī)療和實驗室設(shè)備以及無數(shù)其他依賴它們的物品。在美國進(jìn)行頁巖氣革命后，人們一直在努力尋找一種從頁巖氣成分丙烷高效生產(chǎn)丙烯的方法，催化劑正是關(guān)鍵一環(huán)。

傳統(tǒng)上，煉油廠生產(chǎn)丙烯的方法是用大量的蒸汽裂解爐將石油原料分解成較輕的碳?xì)浠衔锓肿印５搸r氣裂解生產(chǎn)丙烯的效率一直很低。當(dāng)前催化劑效率低下的原因之一是它們需要向工藝中添加氫氣，新型催化劑可以有效地從丙烷中生產(chǎn)丙烯，無須另外加氫。

丙烷脫氫設(shè)施

目前催化劑中使用的氧化鋁會與錫發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致錫從鉑中分離并分解催化劑，影響催化劑壽命。新催化劑的關(guān)鍵創(chuàng)新在于它如何使用二氧化硅作為鉑和錫納米顆粒的支撐結(jié)構(gòu)。麻省理工大學(xué)博士后研究員、論文第一作者Ali Hussain Motagamwala說：“以前曾嘗試用二氧化硅作為鉑錫納米顆粒的載體，但傳統(tǒng)的合成技術(shù)不夠精確，無法實現(xiàn)鉑和錫之間的緊密相互作用。我們克服了這個問題，首先合成了一種具有良好相互作用的鉑錫配合物。然后，我們將這種復(fù)合物支撐在二氧化硅上，以產(chǎn)生一種非常明確的催化劑，在非氧化丙烷脫氫過程中，該催化劑具有活性、選擇性和穩(wěn)定性。”

但是，這種新型催化劑的商業(yè)化還需要解決再生問題。盡管目前的催化劑壽命很短，但化學(xué)工業(yè)已經(jīng)開發(fā)出一套復(fù)雜的系統(tǒng)，可以快速有效地再生污染的催化劑，新催化劑需要開發(fā)類似的系統(tǒng)。

編譯 YUXI