全文概述

本文介绍了一种高效的丙烷脱氢催化剂Pt@Sn-MFI，通过MFI沸石缺陷位点与Pt-Sn活性中心的协同作用，实现了高活性和高稳定性。该催化剂在无需共H₂或CO₂的情况下稳定运行至少120小时，并具有≥98.5%的丙烯选择性。

研究背景

丙烷脱氢（PDH）是生产丙烯的关键技术，但传统催化剂难以同时实现高活性和高稳定性。本文提出了一种新型催化剂结构，利用MFI分子筛中的羟基缺陷与Pt-Sn活性中心的协同效应，解决了这一难题。

催化剂设计与合成

通过“一锅法”合成Pt@Sn-MFI催化剂，实现了Pt团簇的高度分散和Sn的原子级嵌入。Sn的引入制造了介孔级别的蠕虫状孔道，降低了传质阻力，增强了催化剂的稳定性和活性。

催化剂性能与表征

实验结果显示，Pt@Sn-MFI催化剂表现出优异的催化性能，在不同空速下均能保持高效转化率和选择性。同位素标记实验和DFT计算进一步证实了“羟基辅助路径”的反应机理，解释了其高活性的原因。

研究意义与应用前景

本文不仅揭示了催化剂高活性背后的科学机制，还为设计新型催化剂提供了新思路，强调了不仅要优化金属活性中心，还需精心设计其周边的化学微环境。这为未来开发高效、稳定的工业催化剂奠定了基础。