我国科研团队在催化技术领域取得里程碑式进展,成功实现贵金属原子利用率逼近100%的突破性成果。这项由多所高校联合完成的研究,通过创新技术路径大幅提升了贵金属催化剂的效能,相关论文已于国际顶级学术期刊《科学》发表。
研究团队历时近十年攻关,开发出名为"原子抽提"的革命性技术。该技术通过精准调控原子分散度,使贵金属原子在微观层面实现完全催化反应。以丙烷脱氢制丙烯这一年产量超千万吨的核心化工工艺为例,新技术较传统方法减少90%的贵金属用量,同时保持同等甚至更高的催化效率。
传统催化工艺中,贵金属原子易发生团聚现象,导致大量活性原子被包裹在颗粒内部无法参与反应。研究团队通过系统实验发现,当贵金属原子分散度达到特定阈值时,其表面活性位点数量呈指数级增长,从而实现了原子级利用效率的质的飞跃。
这项突破不仅具有显著的经济价值,更对化工行业低碳转型产生深远影响。丙烷脱氢工艺每提升1%的催化效率,每年可为全球减少数百万吨二氧化碳排放。新技术路径的开辟,为设计新一代高效催化剂提供了全新理论框架和实践范式。
团队负责人介绍,研究过程中建立了原子级催化反应动力学模型,揭示了贵金属原子分散度与催化性能之间的定量关系。实验数据显示,采用新技术的催化剂在连续运行500小时后,仍保持98%以上的原子利用率和稳定的产品收率。
该成果已引起国际学术界和产业界的广泛关注。多位权威专家评价,这项研究突破了传统催化理论的局限,为贵金属资源的高效利用开辟了全新方向。随着技术逐步从实验室走向工业化应用,预计将带动全球催化剂市场发生结构性变革。