北京时间7月19日，天津大学新能源化工团队的一项突破性研究成果以封面论文的形式登上《科学》杂志。该团队成功研发出成本低廉、环境友好的新型丙烯催化剂，为低碳烯烃生产技术的可持续发展奠定了催化科学基础。
《科学》杂志7月19日封面。（天津大学供图）
丙烯是世界上产量最大的化工品之一，也是重要的基础化工原料。丙烯产业对全球石油化工产业链具有重要战略意义。2023年我国丙烯产量6000万吨左右，约占全球总产量三分之一，总产值超过6000亿元。在众多丙烯生产技术中，丙烷脱氢工艺因经济效益高、石油依赖低成为主流。然而传统丙烷脱氢催化剂原料稀缺昂贵、环境污染严重，导致行业面临可持续发展问题。更高效、更廉价、更绿色环保的下一代丙烯催化剂已成为全球化工行业竞相抢占的科技制高点。
天津大学新能源化工团队在巩金龙教授的带领下，针对当前传统丙烷脱氢催化剂使用贵金属或高毒性元素的现状，创新性提出了使用价格低廉且对环境友好的氧化物与金属产生电子作用从而促进催化过程的科学假设。
团队根据这一思路，历时5年研发出氧化钛—镍复合催化剂。钛在地球上储量丰富，比常见的铜、锡、铅、锌都要多，我国是储量居世界前列的钛资源大国；全球镍资源也十分丰富。团队通过控制氧化钛在金属镍颗粒表面的覆盖程度，实现了氧化钛和镍之间电子转移的精准调节，在提升催化活性的同时，抑制了裂解、积碳等副反应的发生。
金属-氧化物相互作用介导的氧化钛包覆层催化丙烷脱氢。（天津大学供图）
实验结果显示：这种新型催化剂体现出优异的丙烯选择性及稳定性，性能优于国际同类产品，可节约成本30%至50%，且同时实现了催化剂制备、使用过程的无毒化和低能耗，为发展下一代高效、廉价、环保可持续的丙烯催化剂奠定了科学基础。
据天津大学新能源化工团队成员、化工学院陈赛博士介绍：“下一步，团队将继续深耕丙烷脱氢技术领域，助力我国自主掌握下一代丙烯催化剂的关键核心技术，推动化工行业向更环保、高效、可持续的方向发展。”
另据介绍，中国科学院物理研究所也参与了此项合作研究。
