郭新闻教授团队二氧化碳辅助烷烃脱氢取得新进展

bianleng

Fe基催化剂具有价格低廉、环境友好等优势，被应用于催化乙烷、丙烷、异丁烷等烷烃脱氢反应中。在此过程中，将二氧化碳作为弱氧化剂引入，可以促进烷烃转化、减少积炭、抑制深度氧化，是目前的研究热点之一。CO2引入对Fe基催化剂的活性相演变规律的研究将极大促进铁基催化剂性能的优化。

Fe基催化剂上异丁烷脱氢反应过程中的物相演变

       针对上述问题，大连理工大学郭新闻教授课题组，与大连化物所朱向学研究员课题组、香港中文大学宋春山教授课题组等合作，在ACS Catalysis （影响因子13.084）发表题为 “Elucidating the active phase evolution of Fe-based catalysts during isobutane dehydrogenation with and without CO2 in feed gas” 的研究论文。该工作基于负载型Fe基催化剂，通过调变CO2/i-C4H10进料比，发现Fe2O3逐渐被异丁烷还原为α-Fe，进而渗碳演变为Fe3C；Fe3C相是异丁烷直接脱氢的主要活性相。而当CO2引入时，Fe3C相则表现出较高的重整和裂化活性，使CO2转化率提高，丁烯选择性降低，结焦量增加。随着CO2/i-C4H10投料比的增加，催化剂中的铁物种能够长时间保持较高的价态，即维持在Fe3O4相，获得相对稳定的异丁烷转化率。该工作将活性相的演变与催化性能联系，为理解CO2在Fe基催化剂催化烷烃脱氢反应过程中的作用及开发高效Fe基催化剂提供了新思路。

不同CO2/i-C4H10进料比下异丁烷脱氢反应性能

不同CO2/i-C4H10进料比下的原位XRD (a) 0:1, (b) 1:5, (c) 1:1

       论文第一作者为大连理工大学化工学院硕士生王嘉沛，共同通讯作者为化工学院刘民副教授、郭新闻教授和大连化物所李俊杰副研究员。工作得到了国家自然科学基金和辽宁省“兴辽英才”计划等资助支持。
       文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c05907
         文章来源：大连理工大学
       郭新闻，男，1967年生，教授，博士生导师，催化学报、石油学报（石油加工）编委，国际期刊Chemical Engineering Technology编委，辽宁省“百千万人才工程”百人层次，教育部“新世纪优秀人才”人选。1985年9月-1989年7月，大连理工大学高分子材料系读本科，获得工学学士学位；1989年9月-1994年9月在大连理工大学工业催化专业硕博连读，获工学博士学位。1994年9月-1996年10月，大连理工大学工业催化系讲师，1996年10月-2001年4月，大连理工大学工业催化系副教授，2001年4月-至今，大连理工大学工业催化系教授。2001年4月-2002年4月年获得教育部“21世纪教育振兴行动计划”计划资助赴美国宾夕法尼亚州立大学做访问教授。2004年11月－2005年3月受到宾夕法尼亚州立大学宋春山教授的邀请再次对该校进行访问研究。2002年获中国石油和化学工业协会科技进步一等奖（排名3）；2003年获得国家科技进步二等奖（排名3）；2007年被评为大连市第四批优秀专家；2008年获得中国石油和化学工业协会青年科技突出贡献奖。已申请发明专利30项，授权15项，SCI收录论文260篇。主要研究方向：多相催化，分子筛催化，择形催化，选择氧化。