日前，天津大学新能源化工团队在催化剂研发制备领域取得新进展，该团队成功打破传统实验“试错法”局限，实现烷烃脱氢催化剂“一键筛选”。该研究得到国家自然科学基金和科技部重点研发计划支持，近日发表于《自然·纳米技术》。

图为催化剂设计策略示意图 天津大学 供图

丙烯是全球产量最高、应用最广的基础化工原料之一，在工业生产中作用巨大，是制造塑料、合成橡胶和合成纤维等“三大合成材料”的基本原料，对纺织、制药、医疗等领域有重要价值。据了解，“丙烷脱氢法”是目前市场占有率增长最快、最具前景的丙烯生产技术之一。然而，我国现有的“丙烷脱氢”工艺主要依赖高价进口的成熟工艺包，缺乏自主知识产权的丙烷脱氢催化剂成为了国内化工业的短板弱项。

传统丙烯生产工艺采用实验“试错法”研发催化剂，往往需要数月甚至数年时间，消耗大量人力物力财力。通常，采用“试错法”得到的催化剂结构、组成较为复杂，导致催化剂-反应性能的构效关系难以明确，这也成为了催化剂开发创新的“屏障”。

图为烷烃脱氢催化剂 天津大学 供图

天津大学新能源化工团队提出了“催化微环境预测催化性能”的方法，基于该方法，研发的新型铂基催化剂贵金属用量降低超60%，可大幅度节约生产成本，提升了催化剂市场竞争力。实验证明，新型催化剂的丙烯选择性显著优于国际同类产品，且在长程稳定性和再生循环测试中均保持稳定。

“我们正在与行业领军企业合作开展催化剂工程制备与工艺放大研究，实现了新型丙烷脱氢成型催化剂的工程制备，加速突破国外催化剂技术垄断。”据该论文第一作者、天津大学化工学院博士生常鑫介绍，“这项发现是化工、化学、材料、物理、数学等学科交叉的结果，可能会为相关领域催化剂设计和催化过程解析提供新思路，对加快工业催化剂创新开发具有重要意义。”