近日，我國(guó)科研人員在催化科技前沿取得重大突破，在催化反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)近100％的貴金屬原子利用率，使得貴金屬原子的催化價(jià)值在微觀尺度上得以極致發(fā)揮，為新一代高效、低成本催化劑的設(shè)計(jì)與制備開辟了新路徑，將助力化工生產(chǎn)更加低碳、高效、可持續(xù)。

這一成果由天津大學(xué)新能源化工團(tuán)隊(duì)取得，相關(guān)研究成果于9月26日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表。

天津大學(xué)新能源化工團(tuán)隊(duì)成員在做催化劑性能測(cè)試。（受訪者供圖）

催化劑被譽(yù)為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的"心臟"，在眾多化學(xué)反應(yīng)中發(fā)揮著不可替代的加速作用，貴金屬是催化劑中的關(guān)鍵組分，其用量關(guān)乎化工過程的節(jié)能增效，是化工產(chǎn)業(yè)低碳變革和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵"卡口"。如何最大化貴金屬利用效率、逼近其原子經(jīng)濟(jì)性極限，已成為國(guó)際化工領(lǐng)域競(jìng)相爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。

在傳統(tǒng)催化反應(yīng)中，貴金屬原子易聚集成較大顆粒，導(dǎo)致大量原子埋藏在顆粒內(nèi)部，無法參與表面反應(yīng)，催化效率較低。這一問題在丙烯生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝丙烷脫氫中尤為突出。

天津大學(xué)新能源化工團(tuán)隊(duì)成員在做催化劑相關(guān)測(cè)試。（受訪者供圖）

面對(duì)這一挑戰(zhàn)，天津大學(xué)新能源化工團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近十年持續(xù)攻關(guān)，研發(fā)出"原子抽提"技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了近100％的貴金屬原子利用率，極大地提高了丙烷脫氫制丙烯的催化效率。相比傳統(tǒng)催化劑，該方法可使貴金屬用量減少約90％，成功解決了丙烯產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期面臨的催化劑成本高、貴金屬資源依賴強(qiáng)等核心瓶頸，為丙烯乃至整個(gè)化工行業(yè)提供了一條低成本、可持續(xù)的技術(shù)路徑。

據(jù)悉，天津師范大學(xué)、北京大學(xué)及浙江工業(yè)大學(xué)也參與了合作研究。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人鞏金龍說："該成果不僅實(shí)現(xiàn)了接近100％的貴金屬原子利用率，也為高效催化劑的設(shè)計(jì)開拓了新路徑。我們將持續(xù)推進(jìn)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用實(shí)踐的深度融合，為化工行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。"（記者張建新、栗雅婷）