通过非氧化丙烷脱氢法(PDH)生产丙烯，有望满足不断增长的全球丙烯需求。Pt基催化剂中，使用Al₂O₃支撑Pt纳米颗粒（NP）并通过添加锡（Sn）等过渡后金属进行修饰，具有更高的选择性。然而，为了缓解PtSn分离失活的问题，在催化剂制备中使用了大量Sn，这增加了金属间PtSn NPs的生成。另外，在反应物中添加氢气会降低催化剂失活率，然而在原料中添加氢气降低了每通丙烷转换的热力学极限，降低了生产率。

有鉴于此，密歇根大学的Suljo Linic教授等人，报道了一种二氧化硅负载铂锡(Pt₁Sn₁)纳米颗粒(直径<2纳米)可以作为PDH催化剂，无需在原料中添加氢气，对丙烯表现出出色的稳定性和选择性（>99%）。

本文要点

1）将氯铂酸（H₂PtCl₆）和氯化锡（SnCl₂）在0.1M盐酸溶液中混合，然后浸渍SiO₂基底并还原催化剂以合成二氧化硅负载的铂锡(Pt₁Sn₁)纳米颗粒催化剂。PtSn NPs的直径小于~2纳米，而且PtSn  NPs与SiO₂基底的相互作用避免了Pt和Sn分离形成SnOx相。

2）与商业Pt-Sn/γ-Al₂O₃以及Pt/γ-Al₂O₃催化剂相比较，制备的Pt₁Sn₁/SiO₂催化剂的丙烯生产率最高。在原料中没有氢气的情况下，Pt₁Sn₁/SiO₂的丙烯生产率比商业Pt-Sn/γ-Al₂O₃高出两个数量级。

3）研究发现，Pt₁Sn₁/SiO₂催化剂可以部分再生，在三个PDH周期后，测得了约97%的初始活性和>99%的初始选择性，表明了Pt₁Sn₁/SiO₂催化剂对丙烯生产具有卓越的稳定性和选择性（>99%）。

参考文献：

Ali Hussain Motagamwala et al. Stable and selective catalysts for propane dehydrogenation operating at thermodynamic limit. Science, 2021.

DOI: 10.1126/science.abg7894

http://doi.org/10.1126/science.abg7894