一种只需极少量铂即可生产丙烯（propylene）的新概念催化剂已经被开发出来。丙烯是在塑料、纤维、汽车零部件、电子产品等多种产品生产过程中使用的必需原料，被视为石油化工产业的核心。
韩国科学技术院（KAIST）生命化学工程系研究团队在Professor Choi Minki 的带领下，于12日表示，团队以廉价金属镓（Ga）和氧化铝（Al2O3）为基础，仅使用极少量（100ppm，即0.01%）铂开发出一种催化剂，并成功将其用于丙烯的生产。
丙烯是通过从丙烷（propane）中脱除氢原子的“丙烷脱氢（PDH, propane dehydrogenation）”工艺生产的。迄今为止，该工艺中广泛使用铂催化剂。这是因为铂在断裂碳与氢之间的键并去除氢方面极为高效。但铂价格昂贵，且在反复使用时性能会下降，这是其缺点。
为此，研究团队基于镓和氧化铝，设计出掺入极少量铂的催化剂，从而解决了上述问题。尤其是，这种催化剂的性能优于使用高浓度铂（10000ppm）的现有商用催化剂。
新型催化剂的核心原理在于：由镓来活化丙烷的碳–氢键，脱除氢原子生成丙烯，而铂则将残留在表面的氢原子结合，转化为氢气（H2），并将其从催化剂表面移除。
利用这一原理，可以实现两种金属的分工协作，在大幅减少铂用量的同时仍保持高性能。
研究团队还证实，当铂与镓的比例适当时，催化剂可表现出最优性能。同时，团队从科学上解释了理想组成比例，并提出了可用于预测的定量指标。
反复使用铂时，铂颗粒会发生团聚，导致性能急剧下降的“烧结（sintering）”现象也得到解决。研究团队通过少量添加铈（Ce），成功抑制了铂颗粒的团聚，并确认在重复进行20次以上反应与再生后，催化剂性能依然保持稳定。
Professor Choi Minki 表示：“本研究的意义在于，即便将铂的用量降低到以往的百分之一，其性能仍可保持不变，甚至有望进一步提升。”他还称：“以此为基础，有望同时实现催化剂成本降低、更长的更换周期以及废催化剂减少等经济和环境效益。”
他补充表示：“研究团队今后将推进大规模工艺验证，并评估商业化的可能性。如果本团队开发的新概念催化剂真正应用于工业现场，将有助于提升丙烯生产的经济性和效率。”
另一方面，本研究在韩国研究财团和Hanwha Solutions株式会社的支持下开展。相关成果（Professor Choi Minki 为通讯作者，博士课程学生 Lee Suseong 为第一作者）近期已发表在化学与化学工程领域学术期刊《美国化学会志（Journal of the American Chemical Society）》上。
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