密歇根大学利用新催化剂生产丙烯原料 帮助解决塑料短缺问题

据外媒报道，密歇根大学（University of Michigan）开发了一种新的化学催化剂，有助于生产更多的丙烯原料。这种原料可用于生产聚丙烯塑料，这是全球第二大使用最广泛的塑料。

新催化剂可以利用天然气制造丙烯，其效率至少比现有商用催化剂高出10倍。它由铂和锡纳米颗粒组成，并由二氧化硅框架支撑。在需要再生之前，可以持续10倍的时间。

密歇根大学的教授Suljo Linic表示：“多年来，随着产业从石油原料转向页岩气，人们致力于寻找一种方法，利用页岩气中的一种成分丙烷，高效生产丙烯。这种催化剂实现了这一目标。”

高效“非氧化脱氢”的秘诀

传统上来说，丙烯是在炼油厂的大型蒸汽裂解装置中生产的，这些装置将石油原料分解成更轻的烃分子。而裂解页岩气生产丙烯的效率一直很低。

通过一种名为非氧化脱氢的工艺，使用这种新型催化剂，可以有效地利用丙烷生产丙烯。丙烯是一种由三个碳原子和六个氢组成的分子，而丙烷中含有两个额外的氢。目前使用的催化剂效率低下，原因之一在于需要在相关过程中加氢。相比之下，这种方法不需要这么做。

新催化剂的关键创新之处在于，使用二氧化硅作为铂和锡纳米粒子的载体结构，而不是目前催化剂中用的氧化铝。因为氧化铝与锡反应，会导致其与铂分离，并使催化剂分解。新催化剂可以阻止这一反应，所以寿命更长。密歇根大学的研究人员Ali Hussain Motagamwala表示：“以前已经尝试过用二氧化硅作为铂锡纳米颗粒的载体，但由于传统合成技术不够精准，无法实现铂和锡之间的密切相互作用。首先，我们通过合成相互作用良好的铂锡复合物，来解决这一问题。然后，将这种复合物支撑在二氧化硅上，从而产生完整的催化剂，在非氧化丙烷脱氢过程中，具有活性、选择性和稳定性。”

这种催化剂性能优异，但再生问题是一大挑战。商业化的关键在于找到一种方法，在催化剂被碳污染后对其进行再生。Linic表示，目前使用的催化剂寿命很短，但化学产业已开发出一套复杂的系统，可以快速有效地再生被污染的催化剂。对于这种新型催化剂，还需要开发类似的系统。

虽然目前仍处于研发阶段，但这种催化剂仍有可能提振全球丙烯供应。