近日,浙江師范大學的研究團隊開發(fā)了以TS-1分子篩為載體的Pt基催化劑(Pt/TS-1)并用于丙烷非氧化脫氫制丙烯(PDH)反應。該催化劑可以提高反應穩(wěn)定性和丙烯選擇性。相關(guān)研究成果發(fā)表于《化學工程雜志》。

在PDH反應中,由于高溫導致的積炭和活性中心燒結(jié)會導致工業(yè)催化劑出現(xiàn)失活現(xiàn)象,同時烴類裂解也會導致丙烯選擇性下降。因此,選用酸性適宜的分子篩催化劑,并研究其對Pt物種理化性質(zhì)的影響,對于新型催化劑的開發(fā)具有重要意義。

該團隊研究不同骨架鈦含量的Pt/TS-1與Pt/S-1催化劑用于PDH反應,通過實驗與理論模擬相結(jié)合的方法,發(fā)現(xiàn)骨架鈦物種的引入可以對Pt起到良好的錨定作用,并影響Pt/TS-1催化劑的結(jié)構(gòu)和催化性能,不僅可以提高Pt物種分散度,還可以提高其電子云密度。一方面,Pt物種分散度的提高有助于提高丙烷脫氫制丙烯的活性;另一方面,Pt物種電子云密度的提高有助于產(chǎn)物丙烯從催化劑上脫附,從而抑制丙烯進一步發(fā)生裂解反應。此外,具有較弱酸性的Pt/TS-1-50表現(xiàn)出比強酸性的Pt/H-ZSM-5和Pt/γ-Al2O3更高的丙烯選擇性和穩(wěn)定性。在反應和催化劑再生過程中,高溫條件并不會使催化劑中Pt發(fā)生燒結(jié)。

該研究可為開發(fā)新型PDH催化劑提供借鑒。