低碳烷烃转化为烯烃（乙烯、丙烯、丁烯）是化学工业的关键，近期人们发现含有氧空穴位点的ZrO₂有可能作为一种非常高效的低碳烷烃脱氢催化剂，但是ZrO₂催化剂的氧空穴位点在催化反应的作用仍未得到清晰的解释。在未加入任何促进剂时，ZrO₂催化低碳烷烃的脱氢反应表现非常弱的催化活性。

有鉴于此，广东工业大学徐勇、苏州大学张桥、林海平，以色列理工学院Yeshayahu Lifshitz等报道ZrO₂催化低碳烷烃的脱氢反应，催化剂的氧空穴位点能够被H原子捕获导致催化位点毒化，同时作者提出Ga₂O₃能够稳定ZrO₂的氧空穴位点。

本文要点：

（1）

通过实验、理论计算结合，验证了ZrO₂催化剂的氧空穴位点是催化活性位点，Ga₂O₃能够阻止氧空穴位点被解离型H原子消除催化活性位点。

（2）

通过优化催化剂的ZrO₂、Ga₂O₃比例，其中比例优化的Zr_0.26Ga₁催化剂在丙烷脱氢反应的催化活性达到目前性能最好的工业Pt-Sn催化剂的性能。本文研究结果能够为发展基础催化剂、化工工业的发展提供机会。

参考文献

Yong Xu*, Xuchun Wang, Di Yang, Zeyuan Tang, Muhan Cao, Huicheng Hu, Linzhong Wu, Lijia Liu, John McLeod, Haiping Lin*, Youyong Li, Yeshayahu Lifshitz*, Tsun-Kong Sham, and Qiao Zhang*, Stabilizing Oxygen Vacancies in ZrO₂ by Ga₂O₃ Boosts the Direct Dehydrogenation of Light Alkanes, ACS Catal. 2021, 11, 10159–10169

DOI: 10.1021/acscatal.1c02621

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c02621