高分散钴基催化剂

丙烷转化率41.4%

钴物种以单一位点形式锚定在硅酸锌分子筛骨架中，通过离子交换与直接氢还原实现原子级分散，在丙烷脱氢反应中表现出优异的活性和稳定性。

Liu, Hao · Chu, Bingxian · Chen, Tianxiang · Zhou, Jie · 董丽辉 · Tsz Woon Benedict, Lo · 李滨 · He, Xiaohui · 纪红兵

Chinese Journal of Catalysis 2024

参数信息

丙烷转化率

41.4 %

反应温度

550 °C

丙烷分压

25 %

技术优势

抑制副反应

Co物种以单一位点形式分散，避免了金属颗粒上发生的结构敏感副反应。

高初始活性

在550 °C下初始丙烷转化率达到41.4%，证明催化剂具有很高的脱氢活性。

活性位点明确

通过红外光谱和DFT计算确认Co以Co-O4四面体配位形式存在，为理解反应机理提供了清晰的模型。

应用场景

• 丙烷脱氢催化剂：替代传统贵金属或Cr基催化剂，降低催化剂成本和毒性，用于丙烷脱氢制丙烯的固定床工艺。
• 低碳烷烃活化：高分散钴单一位点可活化丙烷C-H键，实现高选择性脱氢，为低碳烷烃转化提供新思路。
• 单原子催化：单一位点Co-O4结构最大化原子利用率，抑制副反应，是单原子催化在多相反应中的典型应用。
• 分子筛催化：利用硅酸锌分子筛骨架锚定钴物种，提供限域环境，增强活性中心稳定性。