近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员邓德会、研究员于良团队和大连理工大学研究员黄瑞合作，在乙炔加氢制乙烯研究中取得新进展，团队利用硫化钨限域钯原子（Pd/WS2）催化剂实现常温常压、高活性、高稳定性乙炔加氢制乙烯，该工作为温和条件下乙烯生产提供了新的途径。相关成果发表在《自然-通讯》上。
乙烯是化学工业重要的基本原料，目前主要通过石脑油高温裂解工艺生产，工艺流程复杂、能耗较高。由于石油资源的过度消耗以及我国高的原油进口依存度，开发乙烯多元化生产路径具有重要意义。结合我国“富煤贫油”的资源禀赋，通过煤制乙炔，再经乙炔加氢制乙烯，是替代传统石油基乙烯生产路线的一种具有前景的途径。然而，目前乙炔加氢制乙烯常用于乙烯中痕量乙炔的去除，较高的反应温度导致选择性难以控制，以及存在能耗较高、易积碳和稳定性差等缺点。因此，开发低温、高活性、高稳定性的乙炔加氢制乙烯新途径具有重要意义。
本研究中，团队开发了WS2限域Pd原子催化剂，直接在常温常压下实现了乙炔加氢制乙烯，乙炔转化率>99%，乙烯选择性>70%，500小时稳定运行基本无失活。团队通过球差电镜、原位谱学和理论计算研究证实，在WS2硫原子配位的限域作用下，缺失部分电子的Pd原子同时具有较高的氢气解离能力、乙炔加氢能力和乙烯脱附能力，因此获得高的乙炔转化活性和乙烯选择性。
这项工作为煤基乙炔制乙烯的低温、低碳排放生产提供了科学和技术支撑。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-53481-1
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