新催化劑施援手，或緩解全球丙烯短缺 相關(guān)研究論文4月2日發(fā)表于《科學(xué)》雜志

，且形成了一致的消極判斷：硼催化劑的催化活性來源于多個(gè)硼中心。孤立的硼，不行。

但聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)決定重返“死胡同”一探究竟。

多年催化劑研發(fā)經(jīng)驗(yàn)告訴他們

，這里面還有許多有待探明的科學(xué)問題，比如，硼基催化劑的活性位點(diǎn)在哪兒?它是怎么發(fā)揮催化活性的?為此，課題組設(shè)計(jì)了一種以孤立的硼為中心的沸石分子篩催化材料。沸石分子篩是一類常見的多孔材料，因其孔道直徑通常不到一個(gè)納米，可以用來“篩分子”而得名。

王亮說

，催化劑的設(shè)計(jì)，除了關(guān)注活性位點(diǎn)本身外，其所處的“環(huán)境”也是關(guān)鍵。“也就是說，‘鄰居’是誰，怎么布局也同等重要。”研發(fā)團(tuán)隊(duì)使用的沸石分子篩材料，其結(jié)構(gòu)中，硼周圍有硅氧物種與它配位，硼是孤立的硼，而不是多聚的硼。

令課題組驚喜的是

，這種具有特定配位環(huán)境硼中心的催化劑在丙烷有氧脫氫反應(yīng)中表現(xiàn)出了優(yōu)異的催化性能，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的負(fù)載型氧化硼催化材料。在連續(xù)220個(gè)小時(shí)的“耐力”測(cè)試中，以這種新型沸石分子篩催化的有氧脫氫過程，保持了高達(dá)83%的選擇性，轉(zhuǎn)化率為32.9%—43.7%，各項(xiàng)性能穩(wěn)定。

論文評(píng)審專家認(rèn)為

，這項(xiàng)研究打破了孤立硼中心無法催化丙烷脫氫反應(yīng)的傳統(tǒng)認(rèn)知，進(jìn)一步加深了對(duì)丙烷脫氫及其活性中心的認(rèn)識(shí)