多核ZnOₓ/脱铝β催化剂

高时空产率

在大孔脱铝β沸石上构建三维多核ZnOₓ团簇，消除扩散限制，显著提升丙烷脱氢活性。

Zhao, Dan · Gao, Mingbin · 田欣欣 · Doronkin, Dmitry E. · Han, Shanlei · Grunwaldt, Jan Dierk · Rodemerck, Uwe · Linke, David · Ye, Mao · 姜桂元 · Jiao, Haijun · Kondratenko, Evgenii V. · 叶茂

ACS Catalysis 2023

参数信息

丙烷脱氢时空产率

2 kgC kgcat⁻¹ h⁻¹

异丁烷脱氢时空产率

6.3 kgi-C kgcat⁻¹ h⁻¹

烷烃转化率

70–80 %

烯烃选择性

90 %

有效性因子（丙烷脱氢）

0.99

有效性因子（异丁烷脱氢，S-1基催化剂）

0.35–0.9

技术优势

扩散不再是限制

在脱铝β沸石的大孔中形成三维多核ZnOₓ团簇，反应物和产物分子的扩散不受限，催化剂活性得以充分发挥。

活性超过同类非贵金属催化剂

在相同或更高温度下，该催化剂的丙烷/异丁烷脱氢时空产率高于已报道的最先进的非贵金属氧化物催化剂。

选择性损失机制已阐明

对于S-1基催化剂，扩散限制导致异丁烯选择性下降；而脱铝β载体上无此问题，因此能保持约90%的烯烃选择性。

应用场景

• 丙烷脱氢制丙烯：用于丙烷脱氢制丙烯，替代铂基或铬基催化剂，降低成本并避免毒性。
• 非贵金属烷烃脱氢催化剂：提供高活性非贵金属催化剂，用于轻质烷烃脱氢，降低对贵金属的依赖。
• 沸石负载金属氧化物催化剂：利用沸石孔道限域效应稳定ZnOₓ活性相，抑制烧结并调控扩散特性。