丙烯是多个行业生产各种石油化工产品的重要原料；近年来，蒸汽裂解装置的原料从油基石脑油转向页岩基乙烷，从而导致丙烯的供应变得有限，这与全球日益增长的需求之间存在着巨大差距。因此，开发高效的技术以满足不断增长的全球丙烯需求非常迫切。

近日，北海道大学Shinya Furukawa报道了设计出一种由三种不同金属组成的三元合金催化剂，以实现上述催化功能。

文章要点

1）Pt被选为C–H断裂的主要活性金属，其对C–H断裂具有高度活性，而且与其它过渡金属相比，Pt对C–C断裂的活性最低。此外，研究人员选择Co、Ni和Cu等3d过渡金属作为CO₂还原的有效催化剂，以加速CO₂的捕获与活化。

2）得益于Ga、In和Sn等惰性元素在合金化时的整体效应，使其能够提高脱氢选择性。此外，由于CeO₂的碱性和氧释放能力，其被用作催化剂载体以促进CO₂捕获和焦炭燃烧。特别是，Pt、Co、In和CeO₂的组合可以提供实现高效CO₂-ODP所需的多种功能，即，使用Pt–Co–In/CeO2纳米合金可以实现高活性、选择性和稳定的催化体系。

该研究结果不仅为烷烃脱氢和CO₂还原提供了一个高效的催化体系，而且为基于多金属合金的材料设计提供重要的启示。

参考文献

Xing, F., Nakaya, Y., Yasumura, S. et al. Ternary platinum–cobalt–indium nanoalloy on ceria as a highly efficient catalyst for the oxidative dehydrogenation of propane using CO₂. Nat Catal 5, 55–65 (2022)

DOI：10.1038/s41929-021-00730-x

https://doi.org/10.1038/s41929-021-00730-x