通过调控氧化物与载体之间的相互作用来促进丙烷在低温下的氧化脱氢反应

《Catalysis Science & Technology》：Promoting low-temperature oxidative dehydrogenation of propane through oxide–support interaction regulation

调控氧化物-支持物相互作用强度优化低温丙烷氧化脱氢催化性能，实验表明NiO/SiO2催化剂在280℃时C3H6生成率达112 molNi?1 h?1且选择性64%。机理研究证实适度相互作用可有效抑制丙烷过度氧化及C3H6二次氧化副反应。

　　

氧化物与载体之间的相互作用（OSI）在调控金属氧化物及其载体的催化性能方面起着重要作用。然而，OSI强度对催化活性和选择性的影响仍不完全清楚。在这里，我们在NiO/SiO₂催化剂中实现了OSI强度的可调控制，从而优化了丙烷低温氧化脱氢（ODHP）的催化性能。适度的OSI在几何效应和电子效应之间建立了微妙的平衡，使得高选择性的活性位点得以暴露，并促进了丙烷的有效活化。结果，在280°C时，具有适度OSI的NiO/SiO₂催化剂表现出112 mol_C3H6/mol_Ni^?1·h^?1的C_3H6生成速率以及64%的选择性。通过原位漫反射红外傅里叶变换光谱（DRIFTS）和原位同步辐射真空紫外光电离质谱（SVUV-PIMS）的机理研究发现，适度的OSI有效抑制了不希望发生的C_3H8过度氧化和C_3H6二次氧化等副反应。