丙烷脱氢制丙烯,是一种重要的石油裂解工艺的替代方案,以生产丙烯这种工业上重要的平台化学品。然而,使用含Cr或Pt催化剂的工业PDH技术,受到Cr(VI)化合物的毒性或需要使用对生态有害的氯进行催化剂再生。
有鉴于此,德国莱布尼兹催化研究所的Evgenii V. Kondratenko、焦海军研究员和中国石油大学(北京)的姜桂元教授等人,介绍了一种基于工业ZnO的具有良好环境相容性的负载型催化剂的制备方法。
本文要点
1)利用商业上可获得的氧化锌和载体来生产具有工业活性、耐久性和选择性的催化剂。在550℃以上还原处理后,载体OH基团与ZnO生成的Zn原子发生反应,原位形成了负载ZnOx物种。
2)使用不同的互补表征方法,确定了分子筛或金属氧化物中有缺陷的 OH 基团对形成活性 ZnOx 物种的决定性作用而,这些ZnOx物种与丙烷非氧化脱氢成丙烯有关。
3)为了进行基准测试,在工业相关条件下,在相同的设置下,在丙烷流上进行近400小时的丙烷转换,对开发的ZnO-silicalite-1和类似的商业K-CrOx /Al2O3进行了测试。在相同的丙烯选择性下,该催化剂的丙烯产率提高了3倍左右。
参考文献:
Zhao, D., Tian, X., Doronkin, D.E. et al. In situ formation of ZnOx species for efficient propane dehydrogenation. Nature 599, 234–238 (2021).
DOI: 10.1038/s41586-021-03923-3
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03923-3