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单原子催化剂
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中国丙烷脱氢研究取得新突破
Zhong Guo Hua Gong Bao· 2026-02-09 11:59
2月6日,从天津大学化工学院获悉,近日,国际化学领域顶级期刊《美国化学会志》以封面文章形式, 发表了中国科研团队在丙烷脱氢催化剂研究中的重要突破。 天津大学化工学院刘国柱教授团队与太原理工大学、南开大学的研究团队合作,成功研制出一种锗取代 沸石封装铱单原子催化剂(IrGe@S-1),在国际上首次实现铱单原子在丙烷脱氢反应中的超长期稳定运 行。该研究通过"刚柔并济"的设计思路,为攻克丙烷脱氢催化剂高温易失活这一世界性难题提供了新路 径。 丙烯是现代化工的关键基础原料,被誉为石化工业的"基石"。全球通过丙烷脱氢工艺生产的丙烯市场规 模达数百亿美元,已成为增长最为迅速的丙烯生产路线之一。 面对这一挑战,天津大学化工学院刘国柱教授团队采用"刚柔并济"的策略,实现了铱单原子在丙烷脱氢 反应中超过800小时的超长稳定运行,具备极高的活性、优异的选择性与抗积碳性,为攻克上述难题提 供了原创性解决方案。 研究团队创造性地在纯硅沸石骨架中掺入锗原子。锗的引入,像在沸石骨架中建造了更牢固的"锚桩", 与铱单原子形成极强的化学键,将铱原子牢牢"锁"在特定位置,使其在高温下也难以移动团聚,实现 了"刚"性锚定。 研究发现,在反应过程 ...
中国科研团队在丙烷脱氢催化剂研究中的重要突破
Zhong Guo Hua Gong Bao· 2026-02-09 03:25
2月6日,从天津大学化工学院获悉,近日,国际化学领域顶级期刊《美国化学会志》以封面文章形式, 发表了中国科研团队在丙烷脱氢催化剂研究中的重要突破。 为提升丙烯供应的自主可控能力,我国近年来积极推动以丙烷为原料的丙烷脱氢工艺发展。该技术可将 价格相对较低的丙烷直接转化为高附加值的丙烯,有助于降低对进口原油的依赖,增强产业链安全性。 当前,全球通过丙烷脱氢工艺生产的丙烯市场规模已达数百亿美元,已成为增长最为迅速的丙烯生产路 线之一。 在丙烷脱氢装置这个庞大的工业"心脏"中,催化剂是其最核心的"瓣膜"。它的性能直接决定了装置能连 续稳定运行多久,是影响整个装置生产效率和经济效益的关键命脉。 当前,全球学者从提升金属效率、开发替代金属、探索全新反应路径、以及强化催化剂稳定性等多条路 径同步研究。其中,单原子催化剂因其能够显著降低"积碳覆盖",将贵金属原子利用效率推向理论极限 而备受瞩目。然而,单原子催化剂容易"烧结团聚",即在高温反应条件下极易迁移团聚而失活,只有保 持其长期稳定性,才能发挥单原子催化剂的最大效用。 面对这一挑战,天津大学化工学院刘国柱教授团队采用"刚柔并济"的策略,实现了铱单原子在丙烷脱氢 反应中超 ...
天津大学研发单原子催化血管支架
Zhong Guo Hua Gong Bao· 2026-01-04 02:57
中化新网讯 天津大学张晓东教授团队开发出一种新型高性能单原子生物催化材料,并将其应用于血管 支架,为心脑血管疾病的长效治疗提供了全新解决方案。相关成果已于2025年12月22日发表于国际期刊 《自然·可持续发展》。 单原子催化剂如同化学反应的"高效管家",能快速促成关键分子的转化,具有"又快又准"的催化能力, 在能源和医疗等领域拥有广阔的应用前景。然而,如何大规模、精准地制备这类催化剂,是制约其走向 实际应用的关键难题。传统工艺难以精确控制原子分布,高温处理还容易破坏材料结构。而其他能实现 原子级精准调控的高精技术,又往往成本高昂、工艺复杂、产量有限,无法满足大规模生产和实际应用 的需要。 针对这一难题,张晓东团队独辟蹊径,提出了一种通用型单原子催化剂制备策略。他们通过机器学习与 计算机模拟,从近两万种原子结构中筛选出催化活性最高的原子;然后采用离子注入技术,将活性原 子"注入"常用医用镍钛合金的表面,从而实现单原子催化剂的高效、均匀制备。 该方法具有三大优势:规模化制备能力强,仅用数小时即可一次性做出面积达200平方厘米的催化材料; 通用性强,已成功用于制备铂-铜、钴-钒等22种不同的单原子催化剂;条件温和 ...
天津大学团队研制出新一代“单原子血管支架”
Xin Hua She· 2025-12-26 10:57
张晓东教授团队独辟蹊径,提出了一种通用型单原子催化剂制备策略。他们通过机器学习与计算机模 拟,从近两万种原子结构中筛选出催化活性最高的原子。然后采用离子注入技术,将活性原子"注入"常 用医用镍钛合金的表面,从而实现了单原子催化剂的高效、均匀制备。 新华社天津12月26日电(记者张建新、栗雅婷)近日,天津大学医学院张晓东教授团队成功开发出一种 新型高性能单原子生物催化材料,并首次将其应用于血管支架,为心脑血管疾病的长效治疗提供了全新 解决方案。相关成果论文发表在国际期刊《自然·可持续发展》(Nature Sustainability)。 单原子催化剂如同化学反应的"高效管家",能快速促成关键分子的转化,在能源和医疗等领域拥有广阔 的应用前景。但如何大规模、精准地制备这类催化剂,是制约其走向实际应用的关键难题。现有的制备 方法中,传统工艺难以精确控制原子分布,高温处理还容易破坏材料结构;而其他能实现原子级精准调 控的技术又往往成本高昂、工艺复杂、产量有限。 该方法优势明显,规模化制备能力强,仅用数小时即可一次性做出面积达200平方厘米的催化材料。且 避免了传统高温工艺对材料结构的破坏,使制备出的催化剂在长达4年的 ...