中国科学院金属研究所开发出乙苯脱氢抗烧结PdC复合催化剂

简 讯

积炭是催化剂在催化反应过程中普遍存在的问题，尤其是在乙苯直接脱氢体系中，反应物乙苯分子在金属氧化物催化剂表面很容易快速产生积炭，导致催化剂失活。近期，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室催化材料研究部，利用乙苯直接脱氢反应中的积炭过程，巧妙地设计了一种钯碳复合催化剂(PdC)。该催化剂和传统的商业纳米碳管负载钯催化剂(PdCNT)相比，在催化性能和催化剂的抗烧结能力上有很大幅度的提升，该研究结果已以快讯形式在Angewandte Chemie International Edition在线发表。

钯是一种重要的金属催化剂，在催化加氢、偶联反应以及有毒气体的消除等方面都发挥着巨大作用。为了抑制钯纳米颗粒在使用过程中的聚集，通常钯纳米粒子都会负载在特定的载体上。大量的研究结果表明，碳材料是负载钯纳米粒子的重要载体之一，然而传统的PdC催化剂，由于载体与钯纳米粒子之间的相互作用较弱，在反应过程中会发生钯纳米粒子的流失或烧结长大。研究团队利用乙苯反应过程中产生的积炭，制备了一种具有特殊结构的PdC复合催化剂。电镜观察结果表明，在该催化剂中，活性中心钯纳米粒子部分嵌入到碳载体臂中，明显增强了钯纳米颗粒与载体的相互作用，大大提高了PdC催化剂的稳定性。实验结果表明，在500 ℃、氩气下处理4 h，制备的PdC复合催化剂中钯纳米粒子没有发生迁移长大，而传统的PdCNT催化剂在相同处理条件下会发生严重烧结。同时在催化液相碳碳偶联反应中，该PdC复合催化剂也表现出优异的循环使用性能，体现出了替代现有工业催化剂的巨大潜力，具有广阔的工业应用前景。

[中国石化有机原料科技情报中心站供稿]