研究背景
研究内容
在这篇综述中，辽宁工业大学刘慧敏教授和巴塞罗那自治大学雷一鸣博士回顾了用于 O2–ODHP 反应的主流催化剂的设计开发和研究进展，展现了催化剂活性及选择性的调控策略，并讨论了 O2–ODHP 活性和选择性提升的机理，旨在为合理设计更高效的 O2–ODHP 催化剂铺平道路，为催化界提供一个清晰的画面，并进一步推进这一研究领域。
该工作总结了用于 O2–ODHP 的催化剂，包括过渡金属氧化物催化剂（如钒基催化剂、钼基催化剂等）、过渡金属基催化剂（如铂纳米团簇、镍基催化剂、过渡金属单原子催化剂）、稀土金属氧化物催化剂（以 CeO2 作为载体的相关催化剂为主）和非金属催化剂（氮化硼、其他含硼催化剂和碳基催化剂）。
Figure 1 用于 O2–ODHP 的主流催化剂
此外，本文还从 O2–ODHP 反应和催化剂设计的角度出发，提出了目前该领域面临的挑战和应对策略。主要面临的挑战和应对手段包括：
最高的丙烷转化率和丙烯选择性仅为 69% 和 80%，扔不满足大规模工业化要求。因此，迫切需要打破传统催化剂体系，开发一种新的催化剂，该催化剂可以在高丙烷转化率下实现对丙烯的高选择性。 尽管已经对一些催化体系进行了表征和理论计算，但其内在机制仍不清楚。在未来，更多的研究应该集中在反应系统的研究上，使用原位/操作表征技术以及理论模拟，以揭示 O2–ODHP 过程的内在活性位点和反应途径。 考虑到作为反应物的丙烷必须从页岩气等其他原材料中提取，且丙烯对于下游化学反应获得高附加值产品至关重要，应更加重视 O2–ODHP 与其他催化反应的耦合，以实现大规模工业化，甚至实现绿色化学和碳中和的目标。为此，应开发能够用于连续、大规模催化反应的催化剂，还应设计能够用于多种催化反应的容器，以促进先进的催化反应之间的耦合（如页岩气–丙烷提取和 O2–ODHP 的结合；O2–ODHP 与丙烯转化为高价值化学品的化工反应的联合）。
该成果以“Catalysts development for O2-assisted oxidative dehydrogenation of propane to propylene'” (《用于氧气辅助丙烷氧化脱氢制丙烯催化剂的开发》) 为题，发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Communications 上。
论文信息
Catalysts development for O2-assisted oxidative dehydrogenation of propane to propylene
Huimin Liu*, Shaoyuan Sun, Dezheng Li, Yiming Lei*
Chem. Commun., 2024
https://doi.org/10.1039/D4CC01948B
作者简介
相关期刊
rsc.li/chemcomm
Chem. Commun.
| 2-年影响因子* | 4.3分 |
| 5-年影响因子* | 4.4分 |
| JCR 分区* | Q2 化学-多学科 |
| CiteScore 分† | 8.6分 |
| 中位一审周期‡ | 23 天 |
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Douglas Stephan
🇨🇦 多伦多大学
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