新華社天津9月27日電(記者 張建新、栗雅婷)近日,中國科研人員在催化科技前沿取得重大突破,在催化反應中實現近100%的貴金屬原子利用率,使得貴金屬原子的催化價值在微觀尺度上得以極致發揮,為新一代高效、低成本催化劑的設計與製備開闢了新路徑,將助力化工生産更加低碳、高效、可持續。
這一成果由天津大學新能源化工團隊取得,相關研究成果於9月26日在國際學術期刊《科學》上發表。
催化劑被譽為現代化學工業的“心臟”,在眾多化學反應中發揮着不可替代的加速作用,貴金屬是催化劑中的關鍵組分,其用量關乎化工過程的節能增效,是化工産業低碳變革和可持續發展的關鍵“卡口”。如何最大化貴金屬利用效率、逼近其原子經濟性極限,已成為國際化工領域競相爭奪的焦點。
在傳統催化反應中,貴金屬原子易聚集成較大顆粒,導致大量原子埋藏在顆粒內部,無法參與表面反應,催化效率較低。這一問題在丙烯生産的關鍵工藝丙烷脫氫中尤為突出。
面對這一挑戰,天津大學新能源化工團隊經過近十年持續攻關,研發出“原子抽提”技術,實現了近100%的貴金屬原子利用率,極大地提高了丙烷脫氫制丙烯的催化效率。相比傳統催化劑,該方法可使貴金屬用量減少約90%,成功解決了丙烯産業長期面臨的催化劑成本高、貴金屬資源依賴強等核心瓶頸,為丙烯乃至整個化工行業提供了一條低成本、可持續的技術路徑。
據悉,天津師範大學、北京大學及浙江工業大學也參與了合作研究。
團隊負責人鞏金龍説:“該成果不僅實現了接近100%的貴金屬原子利用率,也為高效催化劑的設計開拓了新路徑。我們將持續推進基礎研究與應用實踐的深度融合,為化工行業綠色低碳轉型提供關鍵技術支撐。”
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