非貴金屬乙炔加氫催化劑研究獲新進展
時間：2020-07-14 來源：中國科學報
中科院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心研究員張炳森團隊與國內外學者合作發現，在鎳基八面體間隙位點引入碳原子，并與六個鎳原子配位，可有效調控鎳的原子間距離和電子結構，提高其在乙炔選擇性加氫反應中的選擇性和穩定性，相關研究成果近日發表于《自然—通訊》（Nature Communications）。
據了解，乙炔選擇性加氫反應是石油化工生產過程必不可少的步驟。工業上通過催化加氫的方式去除乙烯原料氣中殘留的少量乙炔（0.5%～2%），以避免接下來聚合反應的催化劑中毒失活。
研究表明，貴金屬鈀相較于其他金屬在該反應中能夠表現出較高的活性和選擇性，并且通過引入第二金屬組分、表面修飾等調控手段能夠進一步提高其乙烯選擇性，研制高效鈀基乙炔選擇性加氫催化劑。但是貴金屬鈀昂貴的價格極大提升了生產成本，因此廉價非貴金屬催化劑的研制一直是催化工業和科學研究的熱點。
張炳森團隊致力于乙炔選擇性加氫催化劑的結構解析、設計及研制工作。基于在乙炔選擇性加氫催化劑的相關研究工作，團隊引入鋅原子對鎳的電子結構和八面體間隙體積進行精確調控，實現乙炔在鎳基納米粒子表面自發吸附、解離并進入形成間隙碳化物Ni3ZnC0.7結構，同時采用原位X射線衍射、原位同步輻射和透射電子顯微等研究手段，對催化劑結構及其演變進行了表征。該工作為高效非貴金屬加氫催化劑的設計和制備提供了新思路。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-020-17188-3
