中国科学院金属研究所非贵金属乙炔加氢催化剂研究获进展

近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心团队在非贵金属乙炔加氢催化剂研究方面获进展，相关研究成果发表于《自然-通讯》杂志。

工业上采用催化加氢的方式去除乙烯原料气中残留的少量乙炔(体积分数0.5%～2%)，避免后续反应的催化剂中毒失活。研究表明，贵金属钯相较于其他金属在该反应中能够表现出较高的活性和选择性，通过引入第二金属组分、表面修饰等调控手段能进一步提高乙烯选择性。但贵金属钯提高了生产成本，因此廉价非贵金属催化剂的研制一直是研究热点。近年来，非贵金属乙炔选择性加氢催化剂的设计和研制工作取得了重要进展，但仍存在制备困难、活性较低、选择性不足等缺点。

该研究团队在以往研究的基础上，通过多种原位手段对催化剂的活性结构形成及其在反应条件下的演变进行全方位解析，并与反应性能关联，为精准建立乙炔选择性加氢催化剂的“合成条件-活性结构-反应性能”关系建立奠定基础，为高效加氢催化剂的设计提供参考。

研究团队通过引入锌原子对镍的电子结构和八面体间隙体积进行精确调控，实现乙炔在镍基纳米粒子表面自发吸附、解离并进入形成间隙碳化物Ni3ZnC0.7结构的完整过程，同时采用原位X射线衍射、原位同步辐射和透射电子显微等研究手段，对催化剂结构及其演变进行了表征，发现间隙碳原子通过与6个镍原子的配位，可有效调控镍的原子间距离和电子结构，提高其在乙炔选择性加氢反应中的选择性和稳定性。该工作为高效非贵金属加氢催化剂的设计和制备提供了新思路。

[中国石化有机原料科技情报中心站供稿]