正文
)。
2.
催化性能研究表明,
Pt
团簇稳定性与分子筛
L
b
呈现显著正相关性,分子筛的
L
b
越大,催化剂的稳定性越高。当
L
b
≥ 2 μm
时,催化剂在高温下连续反应
200
小时,催化性能几乎没有下降,表明长
L
b
可有效抑制了高温下
Pt
团簇的烧结失活(图
1g
,
h
)。
3.
进一步研究发现,
Pt-Sn@S-1
催化剂的失活常数(
k
d
)与
S-1
晶体的
L
b
值呈负相关性,当
L
b
从
0.10
增加到
4.00 μm
时,
k
d
减少近三个数量级,表明长
L
b
的催化剂具有超稳定性能(图
1i
)。
要点:
1.
在不同
L
b
的
Pt-Sn@S-1
催化剂体系中,
Thiele
模量(
Φ
)均远低于临界值
0.40
,且效率因子(
η
)非常趋于
1.00
。这表明即使在大晶体的分子筛中,传质扩散对反应的影响几乎可以忽略不计,
Pt
活性位点的有效利用率接近
100%
(图
2
)。
图
3 Pt-Sn@S-1
催化剂的高温稳定性和催化活性
要点:
1.
Pt-Sn@S-1(2.00 μm)
和
Pt-Sn@S-1(4.00 μm)
持续稳定运行几个月,其催化性能均未出现明显下降趋势。尤为突出的是,
Pt-Sn@S-1(4.00 μm)
在
4500
小时连续反应后,仍稳定保持
28.4%
的丙烷转化率和
98.3%
的丙烯选择性,是首个实现超
6
个月稳定运行的丙烷脱氢
Pt
基催化剂(图
3a
)。
2.
与已报道的丙烷脱氢
Pt
基催化剂相比,
Pt-Sn@S-1(4.00 μm)
的预期寿命高达
4.6×10
5
小时,远高于文献中最佳催化剂的预期寿命(图
3b
)。
3.
在
600
°
C
接近平衡转化率条件下进行
PDH
测试,
Pt-Sn@S-1(4.00 μm)
的最大时空收率高达
18.7 kg
C3H6
·kg
cat
-1
·h
-1
,
远超过文献中最佳催化剂的时空收率
(图
3c
)。
要点:
1.
将
Pt-Sn@S-1(4.00 μm)
进行了
X
射线吸收光谱(
XAS
)系统测试。
H
2
还原阶段:证实形成了
Pt-Sn