由于烷基C-H键的惰性,在温和条件下烷烃直接脱氢为烯烃具有挑战性。
有鉴于此,中国科学院理化技术研究所张铁锐研究员、李振华等报道开发了一种高效的光催化系统,用于丙烷直接脱氢(PDH)制备丙烯。
本文要点:
(1)
该系统由固定在层状双氢氧化物衍生的ZnO/Al2O3载体(LD-Ptn)上的≈1.30 nm大小的PtO2簇组成。在紫外光激发下(365 nm),ZnO中的光生空穴迁移到PtO2/ZnO界面上的Pt位点,活化并且导致丙烷分子C-H键解离。优化的LD-Ptn光催化剂实现了近1 mmol g−1 h−1的丙烯产量和~100%的选择性。
(2)
控制实验和DFT理论计算进一步的研究,验证了LD-Ptn优异的光催化PDH性能源于ZnO半导体和负载Pt物种之间的协同作用。这项工作为从烷烃直接生产烯烃确定了一条有前景的新路线。
参考文献
Chi Duan, Jinjia Liu, Zhenhua Li, Run Shi, Jiaqi Zhao, Geoffrey I. N. Waterhouse, Xiao-Dong Wen, Li-Ping Zhang, Li-Zhu Wu, Tierui Zhang, Efficient Photocatalytic Propane Direct Dehydrogenation to Propylene Over PtO2 Clusters, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202411648
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202411648