[所屬分類(lèi):行業(yè)動(dòng)態(tài)] [發(fā)布時(shí)間:2025-5-7] [發(fā)布人:楊曉燕] [閱讀次數(shù):] [返回]

科學(xué)家開(kāi)發(fā)出新型鈷硅酸鹽沸石催化劑
作者：孫丹寧      來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
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近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員肖建平團(tuán)隊(duì)與浙江大學(xué)研究員王亮、教授肖豐收?qǐng)F(tuán)隊(duì)，以及寧夏大學(xué)教授劉晰團(tuán)隊(duì)合作，在丙烷脫氫制丙烯的研究中取得新進(jìn)展，開(kāi)發(fā)出一種鈷硅酸鹽沸石催化劑（CoS-1），該催化劑具有獨(dú)特的分子篩骨架穩(wěn)定孤立四面體鈷位點(diǎn)結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。此外，在工業(yè)條件下，其丙烷脫氫性能優(yōu)于傳統(tǒng)工業(yè)PtSn/Al2O3催化劑。相關(guān)成果發(fā)表在《自然-催化》上。
低碳烯烴是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的重要原料。通過(guò)低碳烷烴脫氫，有望實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣直接生產(chǎn)低碳烯烴，具有重要的研究?jī)r(jià)值。
本工作中，肖建平團(tuán)隊(duì)通過(guò)穩(wěn)定性研究和催化動(dòng)態(tài)模擬，揭示了CoS-1催化劑的活性中心結(jié)構(gòu)及其高性能的化學(xué)根源。團(tuán)隊(duì)通過(guò)微觀動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算了這兩種催化劑上的烷烴脫氫速率，發(fā)現(xiàn)雖然CoS-1具有更低的能壘，但由于丙烷擴(kuò)散到分子篩孔道內(nèi)的過(guò)程會(huì)造成較大的熵?fù)p失，使得Coδ+位點(diǎn)附近的丙烷濃度遠(yuǎn)低于Pt3Sn表面，從而導(dǎo)致在反應(yīng)初期，CoS-1的總反應(yīng)速率略低于Pt3Sn。
此外，團(tuán)隊(duì)還提出，分子篩非鍵合吸附的特性有利于產(chǎn)物丙烯的快速脫附，降低了催化劑積碳速率，從而使CoS-1表現(xiàn)出更優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41929-025-01320-x
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