丙烯是世界上產(chǎn)量最大的化工品之一，也是塑料、橡膠、纖維、醫(yī)藥等領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)化工原料。7月19日，一項來自天津大學(xué)新能源化工團隊的突破性研究成果以封面論文的形式在《科學(xué)》上發(fā)表。該團隊研發(fā)出一種成本低廉、對環(huán)境友好的新型丙烯催化劑，為低碳烯烴生產(chǎn)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展奠定了催化科學(xué)基礎(chǔ)。

　　據(jù)了解，丙烯產(chǎn)業(yè)對全球石油化工產(chǎn)業(yè)鏈具有重要戰(zhàn)略意義。2023年，我國丙烯產(chǎn)量為6000萬噸左右，約占全球總產(chǎn)量三分之一，總產(chǎn)值超過6000億元。在眾多丙烯生產(chǎn)技術(shù)中，丙烷脫氫工藝因經(jīng)濟效益高、石油依賴低成為主流選擇。然而，傳統(tǒng)丙烷脫氫催化劑原料稀缺且昂貴、環(huán)境污染嚴重，導(dǎo)致行業(yè)面臨可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。因此，更高效、更廉價、更環(huán)保的下一代丙烯催化劑，已成為全球化工行業(yè)競相搶占的科技制高點。

　　天津大學(xué)新能源化工團隊在團隊負責人鞏金龍教授帶領(lǐng)下，圍繞“雙碳”目標，針對當前傳統(tǒng)丙烷脫氫催化劑使用貴金屬或高毒性元素的現(xiàn)狀，大膽提出一個科學(xué)假設(shè)，即使用價格低廉且對環(huán)境友好的氧化物與金屬產(chǎn)生電子作用，從而促進催化過程。

　　根據(jù)這一思路，團隊歷時五年，研發(fā)出氧化鈦-鎳復(fù)合催化劑。據(jù)介紹，鈦儲量豐富，多于常見的銅、錫、鉛、鋅等元素。我國鈦儲量居世界前列，全球鎳資源也十分豐富。團隊通過控制氧化鈦在金屬鎳顆粒表面的覆蓋程度，實現(xiàn)了氧化鈦和鎳之間電子轉(zhuǎn)移的精準調(diào)節(jié)，在提升催化活性的同時，抑制了裂解、積碳等副反應(yīng)的發(fā)生。

　　實驗結(jié)果顯示，這種新型催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的丙烯選擇性及穩(wěn)定性，性能優(yōu)于國際同類產(chǎn)品。其可節(jié)約成本30%-50%，同時實現(xiàn)催化劑制備使用過程無毒且低能耗，為發(fā)展下一代高效、廉價、環(huán)?？沙掷m(xù)的丙烯催化劑奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

　　論文共同第一作者、天津大學(xué)化工學(xué)院陳賽博士介紹：“下一步，我們將繼續(xù)深耕丙烷脫氫技術(shù)領(lǐng)域，助力我國自主掌握下一代丙烯催化劑的關(guān)鍵核心技術(shù)，推動化工行業(yè)向更環(huán)保、高效、可持續(xù)的方向發(fā)展?！?/p>

　　據(jù)介紹，中國科學(xué)院物理研究所也參與了合作研究。