登上Science封面！天津大学取得突破性研究成果

2024年7月18日，天津大学巩金龙团队在Science表题为“Defective TiOx overlayers catalyze propane dehydrogenation promoted by base metals”的研究论文，该研究报道了一种通常活性较低的氧化物，氧化钛（TiO2），可与地球上丰富的金属镍（Ni）结合，形成非常规Ni@TiO_x高效PDH的催化剂。该催化剂在40%丙烷转化率下表现出94%的丙烯选择性，在工业相关条件下具有出色的稳定性。

总之，这种新型催化剂表现出优异的丙烯选择性及稳定性，性能优于国际同类产品。其可节约成本30%—50%，同时实现催化剂制备使用过程无毒且低能耗，为发展下一代高效、廉价、环保可持续的丙烯催化剂奠定了科学基础。

丙烷脱氢(PDH)是替代油基裂化工艺生产丙烯的重要方法。多相氧化物负载Pt和CrO_x催化剂是两种主要的商业催化体系，但它们要么依赖于贵金属的使用，要么由于碳沉积而存在毒性和严重失活。这些限制推动了对成本效益和环境友好的氧化物的研究。

丙烷(从左边进入)可以形成丙烯——一种重要的聚合物组成部分——和氢(从右边进入)，它们在氧化钛催化剂(红色和白色球体)上形成，氧化钛催化剂(蓝色)覆盖在氧化铝(灰色)上的镍纳米颗粒(蓝色)上。缺乏氧气的二氧化钛表层在形成丙烯方面变得更加活跃，因为镍有助于激活碳氢键断裂和氢的解吸（图源自Science ）