放眼身边，聚丙烯塑料瓶、晶莹剔透的“有机玻璃”，乃至婴儿的尿不湿等日常用品都是丙烯深加工的产品。加之全球疫情使得口罩消耗量猛然上升，其上游质料丙烯也随之吃紧。2020年全球丙烯的运用量已达1.16亿吨。

巨量的丙烯从何而来？在全世界“上新”的丙烯出产线中，丙烷脱氢制丙烯的技能现已开端占有主导。针对这一技能，浙江大学化学工程与生物工程学院肖丰盈、王亮和化学系孟祥举团队研宣布一种沸石分子筛催化资料，有望让丙烯的出产愈加廉价、高效。相关研讨论文4月2日发表于《科学》杂志。

脱节石油依靠向丙烷多要丙烯

丙烯是全球产值最高的根底有机化工质料之一。工业上，传统的制备办法是“向石油要丙烯”。丙烯由石油的催化裂化而来，形象地说，便是将石油中长链条的碳基分子，“剪切”成一个个短暂的丙烯分子。

“这一道路的限制在于对石油的依靠。”肖丰盈教授团队一向致力于碳基动力的高效运用。他介绍道，丙烯不光能够从石油中取得，还能够“向丙烷要丙烯”——丙烷脱氢制丙烯的技能道路正在兴起。“这项技能直接让丙烷‘脱’去两个氢后变成丙烯，是一条脱节石油依靠的技能道路。”

丙烷在自然界中很多存在，它是页岩气的主要成分。在没有更好的运用技能之前，丙烷的“宿命”曾是焚烧。直至丙烷脱氢制丙烯技能的呈现，让丙烷有了发挥更大价值的或许。

课题组成员王亮研讨员弥补道，这项技能另一个优势在于丙烷十分廉价，经过脱氢技能，就能变为经济价值更高的丙烯。

值得注意的是，这类技能还分红两条道路：无氧脱氢与有氧脱氢。现在完成运用的是前者，它采用是贵重的贵金属催化剂或许有毒的铬系催化剂，一起有不可避免的积碳与失活问题，需求频频再生以确保反响的进行。

而另一条为有氧脱氢道路，有望在能耗和抗积碳方面显现优势，科学界对它现已研讨了几十年，仍未“找”到满意工业出产实践的催化剂，因而尚未在工业上完成。

再探“死胡同”孤立的硼体现可喜

2016年，美国威斯康辛大学的I.Hermans团队和大连理工大学的陆安慧团队相继发现氮化硼在丙烷有氧脱氢中优秀的选择性。该研讨引发了学界的研讨热心，但这波研讨热心很快“平息”了。

学界接连有研讨指出，氮化硼选择性虽好，但催化活性和抗水安稳性还很难满意实践需求，且形成了共同的消沉判别：硼催化剂的催化活性来源于多个硼中心。孤立的硼，不可。

联合团队决议重返“死胡同”一探终究。

多年催化剂研制经历告知他们，这里边还有许多有待探明的科学问题，比方，硼基催化剂的活性位点在哪儿？它是怎样发挥催化活性的？为此，课题组规划了一种以孤立的硼为中心的沸石分子筛催化资料。沸石分子筛是一类常见的多孔资料，因其孔道直径一般不到一个纳米，能够用来“筛分子”而得名。

王亮说，催化剂的规划，除了重视活性位点本身外，其所在的“环境”也是要害。“也便是说，‘街坊’是谁，怎样布局也平等重要。”课题组运用的沸石分子筛资料，其结构中，硼周围有硅氧物种与它配位，硼是孤立的硼，而不是多聚的硼。

令课题组惊喜的是，这种具有特定配位环境硼中心的催化剂在丙烷有氧脱氢反响中体现出了优异的催化功能，远超传统的负载型氧化硼催化资料。在接连220个小时的“耐力”测验中，以这种新式沸石分子筛催化的有氧脱氢进程，坚持了高达83%的选择性，转化率为32.9-43.7%，各项功能安稳。

论文评定专家以为，这项研讨打破了孤立硼中心无法催化丙烷脱氢反响的传统认知，进一步加深了对丙烷脱氢及其活性中心的知道，向着工业上完成丙烷有氧脱氢制丙烯迈出了重要的一步。