研究進展一：化學工程學院磷化工團隊聯(lián)合遼寧省石油化工催化科學與技術重點實驗室圍繞丙烷脫氫鋅基分子篩催化劑設計的最新研究成果“Origin of extra-stable multinuclear zinc species riveted into siliceous zeolite for efficient propane dehydrogenation”在化工領域著名學術期刊Chemical Engineering Journal（IF=13.3）發(fā)表。博士研究生張宜民和碩士研究生劉美玉為論文共同第一作者，通訊作者為祖運副教授。
鋅基催化劑因其價格低廉、環(huán)境友好的特點，在丙烷直接脫氫制丙烯（PDH）方面具有廣闊的應用前景，但在工作條件下，面臨著活性鋅成分的損耗嚴重等問題。鑒于此，本團隊通過熱重-質(zhì)譜和原位傅立葉變換紅外光譜技術，首先成功打開了一個“黑匣子”—純硅（S-1）分子篩中活性Zn形態(tài)的起源。基于此，在鄰對硅羥基和硅醇巢的輔助下，通過中間體Zn(OH)x的可控轉(zhuǎn)化，將單位點、多核和納米羥基化的ZnOx物種分別封裝到S-1分子篩孔道中。令人欣喜的是，所合成的m-ZnOx@S-1分子篩催化劑在PDH反應中展現(xiàn)出令人羨慕的丙烯生成速率（50.8mmol?gcat-1?h-1）和丙烯選擇性（>96%）。最重要的是，經(jīng)過7次循環(huán)再生后，催化活性恢復如初，并且沒有鋅的損失。這種優(yōu)異的PDH性能得益于低配位和超穩(wěn)定的多核ZnOx物種，大大降低脫氫能壘，有利于PDH反應產(chǎn)生丙烯和氫氣。這些發(fā)現(xiàn)闡明了鋅基分子篩催化劑催化PDH反應的發(fā)展?jié)摿Γ樘娲蚉DH催化劑的優(yōu)化提供了后續(xù)借鑒。
上述研究工作得到了國家自然科學基金（22362019，U20A20120）、云南省基礎研究項目基金（202301AT070445，202101BE070001-031，202101AU070154）、云南省“興滇英才支持計劃”青年人才專項以及云南省磷化工節(jié)能與新材料重點實驗室平臺的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153323
研究進展二：化學工程學院磷化工團隊聯(lián)合中石化北京石油化工科學研究院舒興田院士團隊圍繞含磷分子篩催化劑設計的最新研究成果“Disassembly-reassembly-phosphating strategy to fabricate hydrothermally-stable hierarchical P@ZSM-5 zeolite for efficient methanol-to-propylene”在化工領域著名學術期刊Chemical Engineering Journal（IF=13.3）發(fā)表。我院博士研究生張宜民和碩士研究生任永林為論文共同第一作者，祖運副教授和梅毅教授為共同通訊作者。
ZSM-5分子篩作為甲醇制丙烯（MTP）催化劑之一，其孔結構多級化和磷化提高了MTP反應穩(wěn)定性和丙烯選擇性，但面臨穩(wěn)定磷效率差和分散不均勻等問題。磷化工團隊提出利用自制的不對稱季鏻堿（三丁基丙基/辛基/十六烷基氫氧化鏻），通過對ZSM-5分子篩拆解-重組裝-磷化的一步策略創(chuàng)制了系列多級孔P@ZSM-5分子篩，并闡明了介孔形成機理以及磷與骨架鋁的相互作用。令人欣喜的是，重構的四配位PIV-O-AlIV結構賦予了多級孔P@ZSM-5分子篩優(yōu)異的水熱穩(wěn)定性和Br?nsted酸穩(wěn)定性。MTP試驗表明，通過拆解-重組裝-磷化制備的P@ZSM-5(TBuCPOH)分子篩催化劑展現(xiàn)出良好的丙烯選擇性（48.9%）和較長的使用壽命（32.5 h, WHSV = 6 h-1）。這種令人羨慕的MTP性能得益于分子篩孔結構多級化和磷鋁相互作用所賦予適宜的Br?nsted酸強度的共同作用，這有利于MTP反應的烯烴循環(huán)過程。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)具有高反應穩(wěn)定性和丙烯選擇性的新型MTP催化劑以及對“磷-分子篩”化學的理解提供了充滿價值的機會。
上述研究工作得到了國家自然科學基金（22362019，22068019）、云南省基礎研究項目基金（202301AT070445，202101BE070001-031）、云南省重大專項（202202AG050001）、云南省“興滇英才支持計劃”青年人才專項以及云南省磷化工節(jié)能與新材料重點實驗室平臺的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.154755
