通过在H-ZSM-5分子筛上修饰Ga是被用于非氧化丙烷脱氢反应催化，但是该催化剂的催化反应机理并未得到很好的理解，反应机理的过程仍存在差异。尤其是对各种不同Ga催化活性物种在催化反应过程中与丙烷炔烃催化反应活性之间的关系，并未被明确理解。

有鉴于此，特拉华大学/北京大学徐冰君等报道研究广泛Si/Al变化、Ga/Al变化的Ga/H-ZSM-5分子筛中Ga⁺-H⁺离子对、单独Ga⁺位点上本征丙烷脱氢反应速率、反应活化能的变化规律。

本文要点：

（1）

作者发现Ga⁺-H⁺离子对位点的TOF催化反应活性比单独Ga⁺离子位点上的TOF提高了15倍，相关实验表征结合双位点模型揭示丙烷脱氢反应在Ga⁺-H⁺离子对、独立Ga⁺位点进行的活化能分别为90.8±1.5 kJ mol^-1、117±4.7 kJ mol^-1。因此，Ga⁺-H⁺离子对位点比独立Ga⁺位点活性更高。本文首次通过明确的表征结果说明丙烷脱氢反应的两种明确催化活性位点：Ga⁺-H⁺离子对、独立Ga⁺位点。

（2）

在Ga催化剂位点上，GaH_x分解生成H₂的活化能比丙烷脱氢反应的活化能高40-60 kJ mol^-1，因此GaH_x分解反应并未参与丙烷脱氢反应的机理和过程。作者通过红外光谱表征，发现虽然Brønsted酸位点、Ga位点都能够与丙烷产生相互作用，但是红外表征结果显示Ga/H-ZSM-5催化剂上的丙烷脱氢反应更倾向于以烷基机理进行。

参考文献

Yong Yuan, Casper Brady, Raul F. Lobo, and Bingjun Xu*, Understanding the Correlation between Ga Speciation and Propane Dehydrogenation Activity on Ga/H-ZSM-5 Catalysts, ACS Catal. 2021, 11, 10647–10659

DOI: 10.1021/acscatal.1c01497

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c01497