丙烷的氧化脫氫有可能顯著降低丙烯生產(chǎn)的能源需求。然而,低丙烯選擇性和需要昂貴的空氣分離阻礙了其商業(yè)化實施。有鑒于此,蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Christoph R. Müller、Felix Donat等報道提出基于化學(xué)鏈制備丙烯(chemical looping-based propylene production)的路線,通過鈣鈦礦型氧載體(Sr1?xCaxFeO3?δ)原位提供氧氣分子,并且在物理分離的催化劑(VOx/SiO2)上脫氫產(chǎn)生丙烯。
本文要點(diǎn):
(1)
該體系具有非常高的靈活性,其中的每個成分都可以單獨(dú)優(yōu)化。為了防止丙烷在氣-氧載體界面過度氧化為COx,研究人員開發(fā)了一種基于NaNO3表面改性材料。這種材料在操作條件下能夠熔化,潤濕鈣鈦礦氧載體的表面,為氣態(tài)碳?xì)浠衔镄纬蓻]有孔結(jié)構(gòu),阻礙擴(kuò)散作用,因此能夠完全的抑制過度氧化。
(2)
在500 °C下,在250多個氧化還原循環(huán)中穩(wěn)定運(yùn)行(丙烷轉(zhuǎn)化率為14.5%,丙烯選擇性為68%),其性能可以與供氧催化標(biāo)桿材料VOx/SiO2的性能水平相當(dāng)。
參考文獻(xiàn)
Oing, A., Donat, F. & Müller, C.R. Controlling selectivity in the chemical looping oxidative dehydrogenation of propane through interface engineering. Nat Commun 16, 5247 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-60428-7
https://www.nature.com/articles/s41467-025-60428-7