催化計 - 超低負載量與高活性，這篇JACS可兼得！－鑽石舞台

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在不犧牲催化性能的情況下最小化Pt負載量具有重大意義，特別是對於設計成本有效的烴轉化催化劑而言。有研究發現，第二金屬促進劑可以改變Pt的表面電子結構/狀態，這將影響價電子的可用性和能量以與吸附物形成化學鍵。Miller和Greeley認為Zn改變了Pt 5d電子的能量，這與乙烷脫氫過程中活性和選擇性的增強直接相關。

基於此，密西西比州立大學Yizhi Xiang發現錨定在Zn(II)陽離子上的[Pt1-Znn]δ+簇@HZSM-5—單一 Pt中的孤立Pt原子交換到ZSM-5沸石的AlfO4-四面體骨架上，可高效用於乙烷的DHA。

這種雙金屬Ptx-Zny/HZSM-5催化劑含有超低的Pt負載量（0.001-0.05 wt%），但顯示出前所未有的高活性和穩定性。在550 °C乙烷DHA過程中，Pt0.001-Zn2/HZSM-5催化劑上BTX的比活性高達8.2 mol/gPt/min（或1592 min-1），催化劑失活速率比單金屬Pt/HZSM-5催化劑低120倍，取決於Pt負載量。

單金屬Pt/HZSM-5催化劑對於DHA反應是不穩定的，因為形成了Pt0簇-質子加合物。由於Pt系綜的電子不足，這些物種與烯烴中間體具有強相互作用；因此，活性位點由於焦炭沉積而迅速失活。與Pt0團簇不同，[Pt1-Znn]δ+團簇消除了Pt系綜，並在乙烯-TPD過程中表現出與Zn(II)陽離子相似的行為。因此，雙金屬Ptx-Zny/HZSM-5催化劑在DHA過程中顯示出顯著增強的穩定性(類似於Zn2/HZSM-5)。在Pt0.01-Zn2/HZSM-5催化劑上，在17 h TOS後，BTX的形成保持超過50%的初始活性，並且完全失活需要超過 65 h。

在沸石中製造雙金屬簇(具有分離的貴金屬)的概念有望擴展到其他催化體系。