丙烯是世界上產量最大的化工品之一，也是塑料、橡膠、纖維、醫藥等領域重要的基礎化工原料。19日，一項來自天津大學新能源化工團隊的突破性研究成果以封面論文的形式在《科學》上發表。該團隊研發出一種成本低廉、對環境友好的新型丙烯催化劑，為低碳烯烴生產技術的可持續發展奠定了催化科學基礎。
據了解，丙烯產業對全球石油化工產業鏈具有重要戰略意義。2023年，我國丙烯產量為6000萬噸左右，約占全球總產量三分之一，總產值超過6000億元。在眾多丙烯生產技術中，丙烷脫氫工藝因經濟效益高、石油依賴低成為主流選擇。然而，傳統丙烷脫氫催化劑原料稀缺且昂貴、環境污染嚴重，導致行業面臨可持續發展的挑戰。因此，更高效、更廉價、更環保的下一代丙烯催化劑，已成為全球化工行業競相搶占的科技制高點。
天津大學新能源化工團隊在團隊負責人鞏金龍教授帶領下，圍繞“雙碳”目標，針對當前傳統丙烷脫氫催化劑使用貴金屬或高毒性元素的現狀，大膽提出一個科學假設，即使用價格低廉且對環境友好的氧化物與金屬產生電子作用，從而促進催化過程。
根據這一思路，團隊歷時五年，研發出氧化鈦-鎳復合催化劑。據介紹，鈦儲量豐富，多于常見的銅、錫、鉛、鋅等元素。我國鈦儲量居世界前列，全球鎳資源也十分豐富。團隊通過控制氧化鈦在金屬鎳顆粒表面的覆蓋程度，實現了氧化鈦和鎳之間電子轉移的精準調節，在提升催化活性的同時，抑制了裂解、積碳等副反應的發生。
實驗結果顯示，這種新型催化劑表現出優異的丙烯選擇性及穩定性，性能優于國際同類產品。其可節約成本30%-50%，同時實現催化劑制備使用過程無毒且低能耗，為發展下一代高效、廉價、環保可持續的丙烯催化劑奠定了科學基礎。
論文共同第一作者、天津大學化工學院陳賽博士介紹：“下一步，我們將繼續深耕丙烷脫氫技術領域，助力我國自主掌握下一代丙烯催化劑的關鍵核心技術，推動化工行業向更環保、高效、可持續的方向發展。”
據介紹，中國科學院物理研究所也參與了合作研究。
（天津大學供圖）
（原題：我科學家研發廉價綠色丙烯生產催化劑登上《科學》封面）
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