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作者：丑凌军等 来源：《应用表面科学》 发布时间：2020/10/30 17:07:09
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低碳烯烃作为重要的基础化工原料，其需求量持续增长。通过将廉价的烷烃转化为高附加值的烯烃，不仅可提高油气资源的综合利用，还可减少烯烃对石油裂解路线的依赖。
图1. 介孔材料在异丁烷脱氢反应中的应用
近期，该团队采用Fe-ZIF-8为前驱体直接合成了多孔氮掺杂碳负载Fe催化剂（Fe-N-C），分别用于异丁烷直接脱氢和二氧化碳氧化脱氢，对脱氢活性中心有了进一步认识（Microporous and Mesoporous Materials 2020, 293, 109820)。更特别的是，研究人员利用MgO作为模板剂制备出多级孔结构的氮掺杂铁酸镁-碳（MgFe 2O 4/N-C）复合材料，该材料具有大的比表面积以及酸碱双功能位点。在异丁烷/二氧化碳的氧化脱氢反应中，与活性炭负载的MgFe 2O 4催化剂相比，展现出更优异的催化活性。进一步的反应机理研究表明，对于含有酸碱双功能的催化剂，表面的酸性位点用于异丁烷分子的活化，碱性位点则用于CO 2分子的活化以及α-H的夺取。相关成果发表在Applied Surface Science（ 2020, 531，147219）上。
图2. 异丁烷/二氧化碳在MgFe2O4/N-C催化剂上脱氢制异丁烯
上述研究为开发高效非贵金属、绿色低碳烷烃脱氢催化剂提供了新的思路。
以上工作得到了国家自然科学基金面上项目和青年基金项目、中国科学院青年创新促进会、江苏省前瞻性联合研究项目、兰州化物所“一三五”重大突破项目以及羰基合成与选择氧化国家重点实验室等的资助。（来源：中国科学院兰州化学物理研究所）
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