丙烷脱氢（PDH）是一种商业化的丙烯生产技术，受到了广泛的关注，但是较高的反应温度会导致丙烯选择性和催化剂稳定性下降。近日，天津大学Jinlong Gong等报道了一种单位点[PtZn₄]催化剂，该催化剂可高选择性和高稳定性的催化PDH反应。

本文要点：

1）作者通过直接H₂程序升温还原策略成功构建了以SiO₂为载体的PtZn金属间合金（IMA）（Pt：Zn的摩尔比为1），该过程的600℃高温下的富H₂气氛有助于无序PtZn纳米颗粒向结构有序PtZn IMA转变。

2）实验表明，该催化剂在520°C至620°C范围内可实现超过95％的丙烯选择性。并且在160小时的测试中没有观察到明显的失活，优于PtSn/Al₂O₃和最先进的Pt基催化剂。

3）基于原位X射线吸收精细结构，X射线光电子能谱测量和密度泛函理论计算，作者发现PtZn IMA中表面的[PtZn₄]是关键的活性位点结构。 [PtZn₄]中空间隔离和富电子的Pt₁位点很容易促进丙烷的第一次和第二次CH裂解，并且可以抑制表面结合的丙烯的进一步脱氢。抑制了焦炭副反应，从而提高催化剂选择性和稳定性。

该工作报道的通过组装原子有序的IMAs将Pt原子分离成单位点催化剂的策略为制备高效Pt基双金属脱氢催化剂提供了新的途径。此外，该工作有望激发将单位点IMAs用作催化脱氢反应以及处理CO₂，N₂和其它碳质燃料的催化活性中心的研究。

Sai Chen, et al. Propane Dehydrogenation on Single-Site [PtZn₄] Intermetallic Catalysts. Chem, 2020

DOI: 10.1016/j.chempr.2020.10.008

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.10.008