華東理工大學低碳炔烴選擇性加氫催化劑設(shè)計獲進展
文章來源：中化新網(wǎng) 更新時間：2025-08-13 15:44:56
|
近日，華東理工大學催化反應工程團隊段學志教授、曹約強特聘研究員基于吸附構(gòu)型匹配策略在炔烴加氫催化劑創(chuàng)制方面取得新進展，構(gòu)建兼具表面Pd1Sb2三原子位點與近表面Pd位點（Pdns）的PdSb金屬間化合物催化劑，實現(xiàn)烴類吸附與氫氣活化位點的空間解耦，突破了加氫反應活性與選擇性平衡制約。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《美國化學會志》。
圖片說明：炔烴加氫位點空間解耦示意圖 低碳炔烴選擇性加氫是基于石腦油和低碳烷烴裂解制備聚合級乙烯和丙烯的關(guān)鍵反應。盡管傳統(tǒng)Pd基催化劑因未填充的d軌道電子結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出高活性，但在高炔烴轉(zhuǎn)化率下仍易發(fā)生過度加氫和偶聯(lián)副反應。先前研究表明，通過精確調(diào)控活性位點的電子結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)型，實現(xiàn)炔烴的強σ吸附和烯烴的弱π吸附，從而打破活性與選擇性之間的制約關(guān)系。催化劑表面活性位點的精準設(shè)計可以實現(xiàn)烴類分子的吸附構(gòu)型匹配，但炔烴與氫氣的競爭吸附往往導致氫活化受限。為此，研究團隊提出表面-近表面位點協(xié)同催化設(shè)計理念，構(gòu)建兼具表面Pd1Sb2三原子位點和近表面Pd位點的PdSb金屬間化合物催化劑，實現(xiàn)了炔烴吸附與氫氣活化的位點解耦，顯著提升了低碳炔烴選擇性加氫性能。
圖片說明：催化劑合成策略示意圖 該團隊利用Pd/Mg/Al-LDHs的層間限域效應實現(xiàn)Pd原子原位捕獲熔融Sb原子，經(jīng)過高溫誘導有序化生成穩(wěn)定的PdSb金屬間化合物催化劑。球差電鏡和X射線吸收譜解析了其表面Pd1Sb2三原子位點及近表面Pd位點的獨特結(jié)構(gòu)特征。結(jié)合吸附構(gòu)型解析、HD同位素交換及原位紅外光譜等機理研究手段，發(fā)現(xiàn)表面Pd1Sb2位點可以匹配炔烴的σ-吸附構(gòu)型以及烯烴的π-吸附構(gòu)型；同時，Pd1Sb2鄰近的近表面Pd位點與其協(xié)同實現(xiàn)了H2自發(fā)解離。催化性能評價結(jié)果表明，該PdSb催化劑在模擬工業(yè)條件下，實現(xiàn)了乙炔和丙炔的100%轉(zhuǎn)化，其中乙炔半加氫的乙烯選擇性高達96.50%，丙炔半加氫的丙烯選擇性高達98.65%，顯著優(yōu)于目前已報道的Pd基催化劑。
圖片說明：PdSb催化劑結(jié)構(gòu)解析與催化性能 |
相關(guān)新聞
- [2025-08-12]·萬華化學上半年凈利潤61.23億元
- [2025-08-11]·產(chǎn)業(yè)鏈上的山東好品牌｜四家企業(yè)
- [2025-08-11]·山東省高青縣：向“氟”而行筑鏈
- [2025-08-11]·追“新”逐“綠” 邁向高端——
- [2025-08-11]·濰坊高端化工產(chǎn)業(yè)鏈：創(chuàng)新驅(qū)動下
- [2025-08-13]·華東理工大學低碳炔烴選擇性加氫
- [2025-08-12]·碳酸二甲酯：賽道擁擠 亟待整合
- [2025-08-11]·中國科學院長春應用化學研究所創(chuàng)
- [2025-08-11]·中國科學院長春應用化學研究所創(chuàng)
- [2025-08-11]·科學家研發(fā)可閉環(huán)生物回收的介電
主辦單位：山東省化工情報信息協(xié)會
山東省濟南市文化東路80號郵編：250014電話：0531—86399950、86399980、86399990傳真：0531—86399186
山東化工網(wǎng)在線交流：
Copyright(C)山東省化工情報信息協(xié)會 版權(quán)所有 備案號：魯ICP備2021036540號
山東省濟南市文化東路80號郵編：250014電話：0531—86399950、86399980、86399990傳真：0531—86399186
山東化工網(wǎng)在線交流：
Copyright(C)山東省化工情報信息協(xié)會 版權(quán)所有 備案號：魯ICP備2021036540號
魯公網(wǎng)安備 37010202001033號