近日,物创海河实验室、天津大学巩金龙教授团队在《科学》(Science)杂志发表重大研究成果--《通过原子抽提实现丙烷脱氢中贵金属的全利用》,成功通过“原子抽提”策略将贵金属铂的原子利用率提升至接近100%的极限水平。该策略灵感来源于化工“萃取”操作,利用原子半径较大的锡作为“原子磁铁”,凭借其表面偏析特性及与铂的强相互作用,将深藏于铜纳米颗粒内部的铂原子选择性抽提到表面,形成完全暴露的金属态活性位点。这项突破使丙烷脱氢制丙烯反应所需的铂负载量降低约90%,在高温苛刻条件下仍展现出优于商业催化剂的活性和稳定性,丙烯选择性高达98%。
该研究为解决丙烯产业长期面临的贵金属资源依赖强、催化剂成本高等瓶颈问题提供了关键技术路径,标志着我国在低碳化工前沿领域取得重大突破。新策略跳出了传统“分散单原子”的思维框架,通过原子级合金设计与界面调控,为最大化贵金属利用效率提供了新范式,对化工过程的节能降耗与绿色转型具有重要推动意义,也为未来高效催化剂的设计开拓了全新方向。
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