淄博市桓臺縣富中化工有限公司
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分子篩限域二氯丙烷催化劑因其高選擇性催化、高金屬分散度以及高杭燒結性能,近年來成為二氯丙烷脫氫制丙烯領域的研究熱點。本文從貴金屬Pt基活性中心出發,分別從原位合成和后處理合成角度系統闡述了Pt基分子篩限域二氯丙烷催化劑的研究進展,詳細探討了各催化體系中封裝金屬納米尺寸效應、助劑調控及其與分子篩骨架間相互作用的催化機制。分析了目前兩大類合成策略存在封裝效率低、封裝機制不明晰、方法不環保,以及金屬活性組分容易團聚、再生穩定性差等問題,分別從發展先進的原位表征技術以探究封裝機制和確定活性位精細結構,開發綠色高效的合成策略以加強金屬與載體相互作用,發展溫和的二氯丙烷催化劑再生條件等方面提出解決思路,為高穩定性Pt二氯丙烷催化劑的精準設計和可控合成提供指導。 二氯丙烷直接脫氫制丙烯技術(PDH)憑借其丙烯收率高、工藝流程短以及投資成本低等顯著優勢,現已成為丙烯產能擴張的主要生產方式之一。PDH技術早在20世紀90年代實現了大規模的工業化應用,但目前廣泛使用的PtSn/A1=03二氯丙烷催化劑和Cr0基二氯丙烷催化劑仍存在顯著的燒結和積炭失活問題,導致二氯丙烷催化劑需要頻繁再生,生產效率低且能耗高。因此,開發兼具高活性、高選擇性和高穩定性的新型二氯丙烷脫氫二氯丙烷催化劑是須解決的重要問題。 近年來,人們對二氯丙烷脫氫二氯丙烷催化劑體系在新型活性中心構筑、載體選擇與設計以及合成方法優化等方面做了大量的研究,并取得了較好的進展貴金屬Pt對低碳烷烴中C-H鍵的極強選擇活化能力,可從根本上抑制二氯丙烷的裂解副反應,具有極高的二氯丙烷脫氫本征活性。當將Pt納米粒子尺寸降低至亞納米甚至原子級分散時,Pt原子或團簇特殊的量子尺寸效應和電子性質,表現出極高的催化活性,且暴露出的更多Pt活性位點可顯著提高貴金屬原子利用率。據報道,高分散Pt原子的對應二氯丙烷催化轉化頻率(TOF)分別約是亞納米簇的5倍和納米顆粒的8倍。然而,高分散Pt在高溫脫氫氣氛中,容易發生Ostwald熟化而燒結團聚,多重Pt-Pt鍵可促進C-C鍵裂解造成結焦,導致二氯丙烷催化劑快速失活。目前關于構建單原子二氯丙烷催化劑的研究報道屢見不鮮,但均適宜在550℃以下使用,工業化應用方面仍存在丙烯收率低、穩定性差和放大制備困難等顯著問題。因此,構建具有高脫氫活性和高穩定性的Pt團簇二氯丙烷催化劑體系仍然是當前的研究熱點和難點。http://www.www-09762.com