近日，我國科研人員在催化科技前沿取得重大突破，在催化反應(yīng)中實現(xiàn)近100%的貴金屬原子利用率，使得貴金屬原子的催化價值在微觀尺度上得以極致發(fā)揮，為新一代高效、低成本催化劑的設(shè)計與制備開辟了新路徑，將助力化工生產(chǎn)更加低碳、高效、可持續(xù)。
這一成果由天津大學(xué)新能源化工團隊取得，相關(guān)研究成果于9月26日在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表。
催化劑被譽為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的“心臟”，在眾多化學(xué)反應(yīng)中發(fā)揮著不可替代的加速作用，貴金屬是催化劑中的關(guān)鍵組分，其用量關(guān)乎化工過程的節(jié)能增效，是化工產(chǎn)業(yè)低碳變革和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵“卡口”。如何最大化貴金屬利用效率、逼近其原子經(jīng)濟性極限，已成為國際化工領(lǐng)域競相爭奪的焦點。
在傳統(tǒng)催化反應(yīng)中，貴金屬原子易聚集成較大顆粒，導(dǎo)致大量原子埋藏在顆粒內(nèi)部，無法參與表面反應(yīng)，催化效率較低。這一問題在丙烯生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝丙烷脫氫中尤為突出。
面對這一挑戰(zhàn)，天津大學(xué)新能源化工團隊經(jīng)過近十年持續(xù)攻關(guān)，研發(fā)出“原子抽提”技術(shù)，實現(xiàn)了近100%的貴金屬原子利用率，極大地提高了丙烷脫氫制丙烯的催化效率。相比傳統(tǒng)催化劑，該方法可使貴金屬用量減少約90%，成功解決了丙烯產(chǎn)業(yè)長期面臨的催化劑成本高、貴金屬資源依賴強等核心瓶頸，為丙烯乃至整個化工行業(yè)提供了一條低成本、可持續(xù)的技術(shù)路徑。
據(jù)悉，天津師范大學(xué)、北京大學(xué)及浙江工業(yè)大學(xué)也參與了合作研究。
團隊負責(zé)人鞏金龍說：“該成果不僅實現(xiàn)了接近100%的貴金屬原子利用率，也為高效催化劑的設(shè)計開拓了新路徑。我們將持續(xù)推進基礎(chǔ)研究與應(yīng)用實踐的深度融合，為化工行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。”
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