ACS Catalysis：去除非选择性Fe(0)相实现PtFe双金属催化剂上CO2促进丙烷脱氢

丙烷脱氢

2022-05-20

微调双金属纳米粒子的结构对于理解结构-活性关系和进一步提高丙烷脱氢(PDH)的催化性能至关重要。PtFe双金属催化剂中过量的Fe物质会促进碳沉积，导致丙烯选择性低，同时在选择性消除过量Fe的同时合成PtFe催化剂仍然是一个挑战。

近日，大连理工大学郭新闻教授，Guanghui Zhang，Chunshan Song通过将CO₂引入到PtFe催化剂上的PDH中，可以显著抑制焦炭的形成，其中CO₂有效地消除了活性Fe(0)结焦位点，而不改变PtFe合金的催化表面结构。

文章要点

1）在CO₂/C₃H₈进料比为0.20的情况下，Pt₁Fe₇/S-1催化剂显示出最高的丙烯产率，并且与没有CO₂的脱氢相比，焦炭量从18.8降低到1.0 wt %。

2）X-射线吸收光谱、X-射线光电子能谱和⁵⁷Fe-穆斯堡尔谱结果表明，是CO₂-PDH反应中过量的非合金Fe物种的氧化，而不是CO₂+C=2CO的逆Boudouard反应显著地抑制了碳的沉积。

这项工作为在反应条件下调整PtFe双金属催化剂的结构和提高PDH反应的性能提供了一种有前途的策略。

参考文献

Kai Bian, et al, Promoting Propane Dehydrogenation with CO₂ over the PtFe Bimetallic Catalyst by Eliminating the Non-selective Fe(0) Phase, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.2c00649

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c00649