具有世界最高水準之耐久性的丙烷脫氫觸媒

 

刊登日期:2020/6/30
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日本北海道大學於日前發表,與京都大學、東京都立大學共同開發了一項在高溫條件下呈現世界最高水準之高耐久性的丙烷脫氫(Propane Dehydrogenation)觸媒。研究團隊在開發時關注到具有獨特性質與結構的鉑(Pt)、鎵(Ga)金屬間化合物(PtGa)。PtGa擁有高度熱穩定性以及在高溫下結構也不會有所改變的特徵,並且存在2種觸媒活性位點(Active Site),包括3個Pt原子組成的「Pt3 位點」,以及1個Pt原子被複數個Ga原子包圍的「Pt1位點」。

研究團隊假設Pt3 位點是在丙烯生成的同時讓碳進行析出,而Pt1位點則是選擇性地生成丙烯並抑制碳的析出,各自有其機能性。而研究團隊在PtGa表面添加鉛(Pb),開發出新觸媒PtGa-Pb/SiO2。600℃以上的丙烷脫氫使用一般觸媒的話,丙烷轉化率會明顯下降,而使用新觸媒則不會降低,從反應開始經過96小時,轉化率仍能維持在初期的30%,呈現出高度的耐久性。在同樣條件下,相較於目前既有的觸媒,PtGa-Pb/SiO2的觸媒壽命提高了2倍以上,耐久性達到世界最高水準。此外,丙烯選擇率為99.6%,且可高度抑制碳析出等副反應。

利用新開發的觸媒,將可望應用於簡易化、低成本且高效率之丙烷脫氫製程的開發。而研究中發現的Pt1位點的觸媒性能,亦可望利用在低階烷烴的脫氫或甲烷的有效利用等用途上。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/200609_hokkaido-univ.html
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