Pt-Co空间分离催化剂：高效稳定丙烷脱氢新策略

《Journal of Catalysis》：Pt–Co spatially separated catalyst for efficient and stable propane dehydrogenation reaction

本文报道了一种通过将Pt颗粒封装在A沸石内并表面负载Co物种构建的空间分离型Co/Pt@A催化剂，用于丙烷脱氢（PDH）反应。该结构有效抑制了高温反应中Pt/Co颗粒团聚，显著增强氢溢流效应，使焦炭前驱体快速饱和消除。相比共浸渍PtCo/A催化剂，Co/Pt@A在反应6?h后丙烷转化率（21.2%）和丙烯选择性（96.3%）更高，为PDH及其他反应催化剂设计提供了新思路。

　　

亮点

催化剂组成与结构

图1展示了封装在A沸石内的Pt颗粒（Pt@A）的合成过程。该催化剂采用一步水热法，通过巯基硅烷辅助金属封装策略在结晶过程中将Pt物种封装于A沸石中。作为对比，通过等量Pt（1.5?wt%）浸渍制备了Pt/A催化剂。随后，通过浸渍法在Pt@A和Pt/A催化剂上负载等量Co物种（4.0?wt%），分别得到Co/Pt@A和PtCo/A催化剂。

结论

总之，我们成功设计合成了具有分离Pt和Co中心的丙烷脱氢催化剂（Co/Pt@A）。Pt颗粒封装在A沸石内，Co物种负载于表面。与共浸渍的PtCo/A催化剂相比，Co/Pt@A催化剂催化性能显著提升。经过6小时PDH反应，Co/Pt@A催化剂的丙烷转化率和丙烯选择性分别为21.2%和96.3%，高于PtCo/A催化剂。

作者贡献声明

王晓涵： 原始草稿撰写、可视化、资金获取、形式分析、数据整理。

吴翠霞： 软件、形式分析。

罗静： 概念化。

赵凯丽： 验证、调查。

张少成： 方法论。

江倩： 可视化。

梁树东： 数据整理。

赵宇凡： 调查。

高哲： 评审编辑、可视化、资源、方法论、资金获取。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本研究报告的已知竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到国家重点研发计划（2020YFA0210902）、国家自然科学基金（22222207和22402217）、山西省基础研究计划（202403021212301和202303021222408）的资助。感谢上海同步辐射装置BL11B线站在价态分析方面的支持。