日本开发丙烷/CO2氧化脱氢制丙烯三元纳米合金催化剂

日本北海道大学催化研究所研究团队开发一种以氧化铈为载体的Pt-Co-In三元纳米合金催化剂，用于丙烷/CO2氧化脱氢制丙烯(CO2-ODP)反应，具有催化活性和丙烷选择性高、稳定性好以及CO2利用效率高等特点。相关研究成果发表于《自然·催化》杂志。

丙烷CO2-ODP反应是传统丙烷脱氢制丙烯反应的替代路线，但现有催化剂转化效率不高，开发一种高效的CO2-ODP催化剂势在必行。

负载在CeO2上的Pt-Co-In三元纳米合金具有(Pt1-Co)2In3伪二元合金结构。其中铂、钴和铟3种金属具有各自的特殊选择性。铂是主要活性金属，能破坏碳氢键，钴用于加速CO2捕集和活化，铟则用来提高选择性。

该研究团队在550 ℃下测试该催化剂活性，将结果与现有催化剂进行比较，并通过机理研究不同组分的功能。与其他催化剂相比，三元纳米合金催化剂将反应速率提高约5倍，在550 ℃时表现出极高的催化活性，CO2转化率和丙烯选择性高，稳定性好，丙烯收率高。通过将合金的强CO2活化能力与氧化铈载体的氧释放能力相结合，催化剂稳定性大大增强，有助于Mars-van Krevelen型焦炭燃烧。

该研究可为新型丙烷氧化脱氢制丙烯催化剂的设计提供借鉴。