高效可再利用的 Ir1–Cu1双原子催化剂：开启低温烷烃脱氢新征程

烷烃脱氢（alkane dehydrogenation）制烯烃常需高温，易引发副反应。研究人员制备出 Ir1–Cu1双原子催化剂用于正丁烷脱氢（n-butane dehydrogenation）。该催化剂在 450°C 时周转频率达 2.45 s?1，C4烯烃选择性 98%，为低温烷烃脱氢提供新方案。

　　烷烃脱氢作为生产烯烃的直接途径，受到了工业界和学术界的广泛关注。然而，烷烃脱氢过程中，往往需要高温（>550°C）来打破碳氢键（C-H 键），这会导致有害的副反应发生。通过制备一种坚固且可再生的 Ir₁–Cu₁双原子催化剂，研究人员降低了正丁烷脱氢（n-butane dehydrogenation）的反应温度。所制备的体系在 450°C 时的周转频率（turnover frequency）为 2.45 s^?1 ，是单原子 Ir₁/ND@G 催化剂的 6.3 倍，同时，还实现了 98% 的高 C₄烯烃选择性。重要的是，Ir₁–Cu₁双原子催化剂成功的关键在于其空间有利的几何构型和调节后的电子性质，这可以降低 C-H 活化的反应能垒，改变决速步骤，并促进产物的解吸。因此，在相对较低的温度（≤450°C）下，正丁烷脱氢就能获得显著的活性。