投稿范围：煤化(hua)(hua)工(gong)(gong)、盐化(hua)(hua)工(gong)(gong)、生物(wu)化(hua)(hua)工(gong)(gong)、医药(yao)化(hua)(hua)工(gong)(gong)、石油(you)(you)化(hua)(hua)工(gong)(gong)、农用化(hua)(hua)工(gong)(gong)、化(hua)(hua)工(gong)(gong)环保、工(gong)(gong)业(ye)水处理、精细化(hua)(hua)工(gong)(gong)、日用化(hua)(hua)工(gong)(gong)、燃(ran)气化(hua)(hua)工(gong)(gong)、橡(xiang)胶与(yu)轮胎工(gong)(gong)业(ye)、化(hua)(hua)肥农药(yao)、有(you)机(ji)与(yu)无机(ji)、涂料(liao)与(yu)油(you)(you)墨、染料(liao)与(yu)颜料(liao)、助剂(ji)(ji)与(yu)添(tian)加剂(ji)(ji)、树(shu)脂与(yu)塑料(liao)、胶粘(zhan)剂(ji)(ji)、化(hua)(hua)工(gong)(gong)教育、化(hua)(hua)工(gong)(gong)设计、化(hua)(hua)工(gong)(gong)机(ji)械与(yu)装备
近日，中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所催化与新材料研究中心研究员张涛、王晓东、王爱琴(qin)、林坚团队(dui)，与福州大学(xue)教授林森等合作，在单(dan)原子催化(hua)(hua)转化(hua)(hua)丙(bing)烷脱氢(qing)制(zhi)丙(bing)烯(xi)的研究中取(qu)得(de)新进展(zhan)。该团队(dui)报道了氮掺杂碳(tan)载体稳定(ding)的Ru单(dan)原子催化(hua)(hua)剂(ji)，能够(gou)实现临氢(qing)条件下(xia)丙(bing)烷高(gao)效脱氢(qing)制(zhi)丙(bing)烯(xi)，可(ke)媲(pi)美(mei)商业化(hua)(hua)PtSn/Al2O3催化剂(ji)。研究发现，Ru单原子(zi)中(zhong)心内(nei)壳层和外壳层氮物(wu)种对催化剂(ji)的高稳定性和高选(xuan)择性起到(dao)重要作用。
丙烯是(shi)重要(yao)的有(you)机化(hua)工原料，采(cai)用丙烷直接脱氢制(zhi)丙烯和氢气（PDH）是(shi)原子经(jing)济(ji)型反(fan)应(ying)过(guo)(guo)程，颇具应(ying)用前(qian)景(jing)。当(dang)前(qian)，工业上PDH过(guo)(guo)程主要(yao)采(cai)用Pt基和Cr基催(cui)化(hua)剂(ji)，面(mian)临价格较昂贵、环境不友好等问题。因此(ci)，开发非Pt和Cr基高效PDH催(cui)化(hua)剂(ji)具有(you)重要(yao)意义(yi)。
本工作开发了高效稳定的氮掺杂碳负载的Ru单原子催化剂（Ru1/NC）用于高温丙烷脱氢制丙烯反应。Ru1/NC相比于Ru纳米催化剂具有更高的丙烷脱氢活性、选择性和稳定性，其性能与工业PtSn/Al2O3催化剂相当。原位XAFS实验发现，在高温反应气氛条件下，Ru1/NC中Ru1N4配位结构没有发生改变，表明内壳层N配位的Ru1位点具有良好的稳定性。在此基础上，研究团队通过调控外壳层氮含量发现，随着外壳层氮含量的增加，丙烯选择性相应增加。DFT理论计算进一步表明，Ru单原子形成能随内壳层Ru-N配位数增加而降低，说明内壳层的氮物种对稳定Ru1位点具有重要作用。而外壳层的氮物种可以传递电子给Ru1中心，降低丙烯的吸附能，进而提高丙烯选择性。因此，Ru单原子内外壳层氮物种的共同作用实现该单原子催化剂丙烷高效脱氢生成丙烯。
张涛(tao)团队近(jin)年来一直致力于单原子催(cui)化和低碳烷烃转化的研究(jiu)（、、)。该(gai)工作在前(qian)期(qi)高选择性孤(gu)立氧物种（、）、高活性单原子和金属氧化物双位点策略（）、单原子内(nei)壳层配位结构调变（、、）等研(yan)究的(de)基础上，拓(tuo)展至单原(yuan)子(zi)中心微环境（内外(wai)壳层）的(de)调变效应，为开发高(gao)效高(gao)稳定的(de)单原(yuan)子(zi)催化(hua)剂提供新的(de)认识和研(yan)究思路。
相关研究成果以Peripheral-nitrogen effects on Ru1 center for highly efficient propane dehydrogenation为题，发表在《自然—催化》（Nature Catalysis）上。研究工作得到国家自然科学基金、中科院青年创新促进会、大连市杰出青年科技人才支持计划等的支持。
大连(lian)化物(wu)所等基于Ru单原子(zi)周围氮物(wu)种的调变实现(xian)高(gao)效丙(bing)烷(wan)脱氢制丙(bing)烯(xi)