日前，天津大學成功打破傳統實驗“試錯法”局限，取得了開發重要化工催化材料的新進展。該校新能源化工團隊通過合金催化劑“孤立度”描述符的構建，只需向程序輸入催化劑結構參數，就能實現烷烴脫氫催化劑“一鍵篩選”。該研究近日發表于《自然•納米技術》。

催化劑設計策略

近年來提出的基于“單位點”催化劑的概念實現催化劑電子、幾何結構的可控調控與制備，是催化領域長期追求的終極目標。天津大學新能源化工團隊提出了“催化微環境預測催化性能”的方法，他們創新算法，借助計算機程序發現了烷烴脫氫“單位點”合金催化劑的設計新途徑。基于該方法，研發的新型鉑基催化劑貴金屬用量降低超60%，可大幅度節約生產成本，提升了催化劑市場競爭力。實驗證明，新型催化劑的丙烯選擇性顯著優于國際同類產品，且在長程穩定性和再生循環測試中均保持穩定。

烷烴脫氫催化劑

烷烴脫氫裝置

據了解，近年來，天津大學新能源化工團隊探索形成了“催化劑理性設計—精準構筑—應用引領”的研究范例，建立了相對完整的具有自主知識產權的新型高效丙烷脫氫催化劑的專利體系。據該論文第一作者、天津大學化工學院博士生常鑫介紹，這項發現是化工、化學、材料、物理、數學等學科交叉的結果，可能會為相關領域催化劑設計和催化過程解析提供新思路，對加快工業催化劑創新開發具有重要意義。