乙烷（C₂H₆）脱氢是将乙烷转化为乙烯的有效和可持续的方法，乙烯是制造聚乙烯、乙二醇和苯乙烯等的主要平台分子。在CO₂辅助乙烷氧化脱氢反应（CO₂-ODHE）中，非均相催化剂是将金属基Ga，Fe，Ni，Pt，Co和V颗粒沉积在各种载体（例如ZSM-5，SiO₂，TiO₂，Al₂O₃，SBA-15，MSU-x， MCM-41和SAPO-34）。然而，这些催化剂通常表现出低CO₂和C₂H₆转化率和低C₂H₄选择性。

近日，意大利米兰理工大学Gianvito Vilé，美国劳伦斯伯克利国家实验室Ji Su，橡树岭国家实验室Xiao Jiang，大连理工大学Jiaxu Liu报道了一系列SSZ-13和ZSM-5骨架上具有高度分散锌位点的多相催化剂的制备、表征和催化性能。并将这些催化剂应用于CO₂辅助的乙烷氧化脱氢这一重要反应中。

文章要点

1）研究发现Zn_2.92/SSZ13具有较高的C₂H₆和CO₂转化活性和较高C₂H₄选择性。

2）催化剂对C₂H₄的选择特性是由于载体的特征组成结构及其拓扑结构可以有效地限制CO₂分子。Operando研究和密度泛函理论（DFT）计算结果显示，与CO₂反应的限速步骤是第二个C−H键解离以生成C₂H₄。添加CO₂可以有效降低了该步骤的势垒，有利于C₂H₄的解吸，同时限制了副产物的形成。

参考文献

Jiaxu Liu, et al, Highly-Dispersed Zinc Species on Zeolites for the Continuous and Selective Dehydrogenation of Ethane with CO₂ as a Soft Oxidant, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c00126

https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.1c00126