Einzelatom-Pt in Intermetallika als ultrastabiler und selektiver Katalysator für die Propan-Dehydrierung

Die Polypropylenproduktion über die Propandehydrierung (PDH) erfordert hohe Reaktionstemperaturen, um ausreichende Propylen-Erträge zu erzielen, was zu einer deutlichen Katalysator-Deaktivierung aufgrund der Koksenbildung führt. Die Entwicklung hochstabiler Katalysatoren für PDH ohne Deaktivierung, selbst bei hohen Temperaturen, ist von großem Interesse und Nutzen für die Industrie. Hier berichten wir, dass das in thermisch stabilen intermetallischen PtGa enthaltene Einzelatom-Pt als ultrastabiler und selektiver Katalysator für PDH bei hohen Temperaturen wirkt. Intermetallisches PtGa zeigt drei-fach-Pt-Ensembles und einzelne Pt-Atome, die durch katalytisch inertem Ga an der Oberfläche isoliert sind, wobei ersteres selektiv blockiert und durch Pb-Abscheidung deaktiviert werden kann. Der PtGa-Pb/SiO2-Katalysator weist eine Umwandlung von 30% mit einer Propylen-Selektivität von 99,6% bei 600 °C für 96 Stunden auf, ohne die Leistung zu verringern. Das Einzelatom-Pt katalysiert gut die erste und zweite C-H-Aktivierung, während die dritte effektiv gehemmt wird, was die Seitenreaktionen zu Koks minimiert und die Selektivität sowie Stabilität erheblich verbessert.