国际化学领域顶级期刊《美国化学会志》近日以封面文章形式,刊发了中国科研团队在丙烷脱氢(PDH)催化剂研究中的重大突破。天津大学刘国柱教授团队联合太原理工大学、南开大学,成功研制出锗取代沸石封装铱单原子催化剂(IrGe@S-1),在国际上首次实现铱单原子在丙烷脱氢反应中超过 800 小时的超长期稳定运行。此前,中国科学院大连化学物理研究所肖建平团队也开发出钴硅酸盐沸石催化剂(CoS-1),其性能优于传统工业催化剂。两大原创性成果从不同技术路径攻克了丙烷脱氢催化剂高温易失活的世界性难题,为我国石化产业提质增效与产业链安全提供了核心技术支撑。
两大技术突破不仅填补了我国高端丙烷脱氢催化剂的技术空白,更在全球石化催化剂领域树立了中国标准。与国际同类技术相比,我国研发的催化剂在稳定性、选择性和成本控制方面形成多重优势:IrGe@S-1 催化剂将贵金属原子利用效率推向理论极限,大幅降低贵金属消耗;CoS-1 催化剂则以非贵金属为活性中心,规避了铂、铱等稀有金属的供应风险。
业内专家指出,这些原创性成果的落地,将推动我国 PDH 产业从 “规模领先” 向 “技术领先” 转型,降低对进口催化剂的依赖度,同时为丙烷资源的高值化利用提供技术支撑。随着技术产业化进程加快,有望进一步巩固我国在全球丙烯生产领域的竞争优势,助力石化产业实现绿色低碳转型,为国家 “双碳” 目标落地提供重要技术保障。
目前,天津大学团队与中科院大连化物所均已启动技术转化工作,相关催化剂正在进行中试放大试验,预计 3-5 年内可实现工业化应用。