近日，上海院与福州大学、中国科学院上海高等研究院等单位合作，在《Science》（《科学》）杂志上以“First Release”（快讯）形式发表题为《A self-regenerating Pt/Ge-MFI zeolite for propane dehydrogenation with high endurance》的学术论文，系统阐述了上海院王传明团队与福州大学鲍晓军、朱海波等团队在新型丙烷脱氢（PDH）催化剂创制方面的合作研究成果。上海院胡文德博士为论文共同第一作者。中国石化超算中心（南京）提供计算资源支持。

近年来，页岩气革命和“双碳”战略推动了PDH技术的迅猛发展，使其成为定向生产丙烯的主流路线。负载型Pt（铂）基催化剂是目前工业上PDH技术的两大催化体系之一，然而该催化剂中的Pt颗粒在苛刻工况下极易发生烧结失活。为此工业上必须频繁地在氧、氯混合气氛中通过氯诱导Pt颗粒再分散，同时烧除积炭，以恢复其催化活性。这不仅会导致设备腐蚀和含氯污染物生成，还会产生大量的碳排放。因此，创制绿色环保型无卤再生丙烷脱氢催化剂，一直是催化科学与技术领域关注的重大课题。

福州大学与上海院等联合研究团队发现，Ge-MFI分子筛中的Ge（锗）位点在氧化气氛中具有独特的“原子捕获”Pt的能力，并据此成功制备出一种高耐久性、自再生的负载型Pt/Ge-MFI分子筛PDH催化剂。该催化体系可在“脱氢反应-烧炭再生”循环中表现出Pt团簇与Pt单原子之间的动态可逆转化，首次实现了催化剂在无氯氧化气氛中超百次完全再生。

2007年以来，在集团公司科技部的持续支持下，上海院组建了模拟计算研究团队开展计算催化和分子模拟导向性基础研究工作。在此次合作研究成果中，上海院研究团队综合利用密度泛函理论和基于第一性原理的分子动力学等研究手段，揭示了Pt单原子在分子筛中的具体结构及其在不同气氛下与Pt团簇进行相互转化的热力学性质，并明确了分子筛骨架Ge的稳定作用机制，为高性能烷烃脱氢Pt基催化剂的开发提供了新途径和科学理论。