我國(guó)科學(xué)家登《自然》頂刊！催化劑技術(shù)取得新突破，“一鍵篩選”大幅降低生產(chǎn)成本

3月27日，國(guó)際期刊《自然•納米技術(shù)》發(fā)表了我國(guó)科學(xué)家取得的一項(xiàng)催化劑技術(shù)新突破。天津大學(xué)鞏金龍教授帶領(lǐng)新能源化工團(tuán)隊(duì)，在烷烴脫氫合金催化劑的設(shè)計(jì)方法上取得了創(chuàng)新突破，這也是我國(guó)在工業(yè)催化劑研發(fā)領(lǐng)域的重大進(jìn)展。

催化劑是現(xiàn)代化工行業(yè)中的基石，對(duì)各種新材料和新技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。石油化工行業(yè)催化劑需求較高，我國(guó)化工催化劑消費(fèi)量與我國(guó)化工產(chǎn)品產(chǎn)量有直接關(guān)系，根據(jù)前瞻的測(cè)算，2020年我國(guó)化工催化劑的消費(fèi)量在42萬(wàn)噸以上。

(資料圖片僅供參考)

烷烴脫氫合金催化劑廣泛應(yīng)用于丙烷脫氫制備丙烯。丙烯作為生產(chǎn)口罩、醫(yī)療器械、塑料制品等常見物品的上游原料，其應(yīng)用廣泛，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。丙烷脫氫制備丙烯技術(shù)，是近年來(lái)工業(yè)界新興的技術(shù)路線之一，并且在全球的丙烯生產(chǎn)線中逐漸成為主流。

然而，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)在這一領(lǐng)域受到國(guó)外專利體系的制約，不得不通過(guò)引進(jìn)催化劑成品或者高價(jià)購(gòu)買國(guó)外成熟工藝包才能進(jìn)行生產(chǎn)。

據(jù)悉，金龍教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)多學(xué)科交叉，創(chuàng)新性地提出了基于單一位點(diǎn)的合金催化劑結(jié)構(gòu)和電子效應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。這一設(shè)計(jì)方法借助算法創(chuàng)新，只需要輸入催化劑的結(jié)構(gòu)參數(shù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)“一鍵篩選”，省去了傳統(tǒng)“試錯(cuò)法”的大量篩選流程。

此外，這項(xiàng)技術(shù)不僅具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而且在“無(wú)氧脫氫”的制備過(guò)程中，能夠讓作為催化劑的貴金屬消耗量減少約三分之二，大幅降低了生產(chǎn)成本。

此項(xiàng)成果標(biāo)志著我國(guó)科學(xué)家在催化劑技術(shù)領(lǐng)域又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，也為我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新提供了新的思路和方法。

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論文原文

https://www.nature.com/articles/s41565-023-01344-z

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