近日,天津大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過對合金催化劑孤立度描述符的構(gòu)建,只需向程序輸入催化劑結(jié)構(gòu)參數(shù),就可以實(shí)現(xiàn)烷烴脫氫催化劑一鍵篩選。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然·納米技術(shù)》。

丙烷脫氫制丙烯是目前市場占有率增長最快的丙烯生產(chǎn)技術(shù)之一。然而,我國現(xiàn)有丙烷脫氫工藝主要引進(jìn)國外工藝包,催化劑技術(shù)也被國外壟斷。傳統(tǒng)的制丙烯催化劑研發(fā)采用實(shí)驗(yàn)試錯法,用時長,需要消耗大量人力、物力、財(cái)力,得到的催化劑結(jié)構(gòu)、組成較為復(fù)雜,導(dǎo)致催化劑-反應(yīng)性能的構(gòu)效關(guān)系難以明確。近年來提出的基于“單位點(diǎn)”催化劑的概念,可實(shí)現(xiàn)催化劑電子、幾何結(jié)構(gòu)的可控調(diào)控與制備。

該研究團(tuán)隊(duì)借助計(jì)算機(jī)程序開發(fā)了烷烴脫氫單位點(diǎn)合金催化劑設(shè)計(jì)新途徑,該算法只需獲得催化劑的電子、幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)孤立度,就能描述出烯烴選擇性等性能,從而加速篩選性能優(yōu)異的催化劑材料。基于該方法開發(fā)的新型鉑基催化劑中貴金屬用量降低約60%,可大幅節(jié)約生產(chǎn)成本,提升催化劑市場競爭力。進(jìn)一步的試驗(yàn)證明,該催化劑的丙烯選擇性優(yōu)于其他同類產(chǎn)品,在再生循環(huán)測試中穩(wěn)定性好。

該研究將為催化劑設(shè)計(jì)和催化過程解析提供新思路。