新华社天津9月27日电(记者张建新、栗雅婷)近日,中国科研人员在催化科技前沿取得重大突破,在催化反应中实现近100%的贵金属原子利用率,使得贵金属原子的催化价值在微观尺度上得以极致发挥,为新一代高效、低成本催化剂的设计与制备开辟了新路径,将助力化工生产更加低碳、高效、可持续。
这一成果由天津大学新能源化工团队取得,相关研究成果于9月26日在国际学术期刊《科学》上发表。
催化剂被誉为现代化学工业的“心脏”,在众多化学反应中发挥着不可替代的加速作用,贵金属是催化剂中的关键组分,其用量关乎化工过程的节能增效,是化工产业低碳变革和可持续发展的关键“卡口”。如何最大化贵金属利用效率、逼近其原子经济性极限,已成为国际化工领域竞相争夺的焦点。
在天津大学一个实验室,天津大学新能源化工团队在做催化剂性能测试研究(资料图片)。新华社发
在传统催化反应中,贵金属原子易聚集成较大颗粒,导致大量原子埋藏在颗粒内部,无法参与表面反应,催化效率较低。这一问题在丙烯生产的关键工艺丙烷脱氢中尤为突出。
面对这一挑战,天津大学新能源化工团队经过近十年持续攻关,研发出“原子抽提”技术,实现了近100%的贵金属原子利用率,极大地提高了丙烷脱氢制丙烯的催化效率。相比传统催化剂,该方法可使贵金属用量减少约90%,成功解决了丙烯产业长期面临的催化剂成本高、贵金属资源依赖强等核心瓶颈,为丙烯乃至整个化工行业提供了一条低成本、可持续的技术路径。
据悉,天津师范大学、北京大学及浙江工业大学也参与了合作研究。
团队负责人巩金龙说:“该成果不仅实现了接近100%的贵金属原子利用率,也为高效催化剂的设计开拓了新路径。我们将持续推进基础研究与应用实践的深度融合,为化工行业绿色低碳转型提供关键技术支撑。”
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