Angew: 沸石中亚纳米双金属Pt-Zn团簇用于丙烷脱氢
西瓜
2020-04-08
丙烷脱氢（PDH）制丙烯具有巨大的应用潜力，有望满足全球对丙烯不断增长的需求，但是目前广泛使用的Pt基催化剂具有稳定性差和丙烯选择性低的问题。近日，吉林大学于吉红，厦门大学王野等报道了一种配体保护直接氢还原方法，用于制备亚纳米双金属Pt-Zn团簇封装在silicalite-1（S-1）沸石内的催化剂（PtZn@S-1），该催化剂可高效催化PDH反应。
本文要点：
1）研究发现，Zn的引入显著提高了Pt团簇的稳定性，制备的PtZn4@S-1-H催化剂催化PDH反应丙烯选择性高达99.3％，重时空速(WHSV)为3.6~54 h-1，丙烯生成比活为65.5 molC3H6g Pt-1 h-1（WHSV =108 h-1，550℃）。
2）此外，即使在运行13000分钟后（WHSV = 3.6 h-1），在PtZn4@S-1-H催化剂上也未观察到明显的失活，其失活常数极低，为0.001 h-1，比相同条件下的PtZn4 / Al2O3对应物低200倍。
3）值得注意的是，将Cs+离子引入沸石可以提高催化剂的再生稳定性，并且在连续四个循环后催化活性保持不变。
该工作报道的沸石包裹的Pt-Zn催化剂催化PDH转化性能是迄今为止的最佳性能，有望用于实际的工业应用中。
Qiming Sun, et al. Subnanometer Bimetallic Pt‐Zn Clusters in Zeolites for Propane Dehydrogenation. Angew. Chem. Int. Ed. 2020,
DOI: 10.1002/anie.202003349