丙烷直接脫氫(PDH)制丙烯的工藝作為丙烯生產的一條有前途的途徑已引起人們的關注。PDH反應通常需要較高的溫度(> 550 °C)，然而，在這些高反應溫度下，C-C鍵的斷裂或氫解，降低了丙烯的選擇性并產生焦炭。因此，理想的PDH催化劑必須在相當大的丙烷轉化率下具有選擇性，在反應條件下結構穩定，并且在再生循環中可回收。氧化鋁負載的Pt-Sn和CrOx催化劑具有較高的C-H鍵活化選擇性和較長的使用壽命，然而貴金屬鉑的高成本和Cr6+的環境毒性限制了其進一步應用和發展。
基于此，化學與精細化工廣東省實驗室周博、馬瑞和普渡大學Jeffrey T. Miller等以工業γ-Al2O3為載體，通過一種簡單、可擴展的浸漬方法制備出耐燒結Ni(II)單位點催化劑。通過XRD、XPS、STEM和原位XAS等綜合表征，確定了原子分散的鎳離子通過與Al3+空位的氧原子結合而穩定。同時，PDH催化劑試驗表明，與負載型金屬Ni NP催化劑相比，Ni(II)單位點催化劑具有更好的性能，在相當大的丙烷轉化率(15-45%)下具有> 93%的丙烯選擇性，優于Ni NP催化劑。不同Ni結構上對丙烯的選擇性與結構特征的相關性表明，不飽和四面體Ni(II)中心的配位促進了丙烯的解吸，抑制了焦化副反應的發生。而且，原位XAS證明，原子分散的Ni(II)中心在反應-再生循環中保持其局部結構�？偟膩碚f，該項工作對氧化鋁負載鎳催化劑的研究為深入了解PDH反應中鎳中心的選擇性和穩定性提供了依據。Insights into the Nature of Selective Nickel Sites on Ni/Al2O3 Catalysts for Propane Dehydrogenation. ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.2c03240
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