美国西北大学的丙烷氧化脱氢制丙烯串联催化剂研究获进展

美国西北大学的研究团队开发了一种新型串联催化剂用于丙烷氧化脱氢制丙烯，在温度为450 ℃时催化效果良好，丙烷转化率为40%，丙烯选择性为75%。

传统丙烷脱氢(PDH)需要高温才能达到工业可行的丙烯收率，常规工艺温度约600 ℃。丙烷氧化脱氢可在较低温度下生成丙烯，且可通过动力学而非热力学来控制反应，选择性更高。但是该方法会出现大量丙烷燃烧，且丙烯收率低。

西北大学开发的催化剂以Al2O3球体上的Pt纳米粒子为核，在其表面通过原子层沉积(ALD)生长约2 nm的In2O3为壳组成，In2O3的分层使Pt纳米粒子部分暴露，从而使In2O3与Pt粒子非常接近，形成串联催化剂。丙烷与Pt催化剂接触后脱氢，氢原子可扩散到In2O3表面生成水。

该串联催化剂可将氢原子快速与氧结合生成水，避免了氧气氧化Pt表面的丙烷或丙烯。采用该催化剂可在低温下进行氧化脱氢，而且不需要进行传统PDH工艺的连续再加热。串联催化剂设计方式可以避免Pt烧结，延长了催化剂使用寿命且无需再生。