「本文来源：中国数字科技馆」图片来源：Pixabay过去的一年里，制造业供应链已经经受重创。然而，另一种短缺又让制造者和消费者措手不及：塑料，以及由塑料制成的食品包装、汽车零部件、服装、医疗和实验室设备等等。但是，密歇根大学（UniversityofMichigan）开发的一种新型化学催化剂可以为世界上使用量第二多的塑料提供更多的原料。这种原料，丙烯，每年可用来生产万吨聚丙烯塑料。这种新型催化剂可以从天然气中制取丙烯，其效率至少是目前商用催化剂的10倍。此外，在需要再生之前，它可以持续10倍的时间。它由铂和锡纳米颗粒组成，并由二氧化硅框架支撑。密歇根大学的化学工程教授、发表在《科学》杂志上的一篇论文的资深作者SuljoLinic表示：“多年来，工业原料已经从石油转向页岩气。因此，人们一直在努力寻找一种用页岩气中的丙烷生产丙烯的有效方法。这种催化剂实现了这一目标。”图片来源：CC0PublicDomain“非氧化脱氢”高效的秘密按照传统，炼油厂通过大型蒸汽裂解器将石油分解成较小的碳氢化合物分子来生产丙烯，但裂解页岩气生产丙烯的效率一直很低。这种新型催化剂可以有效地用丙烷生产丙烯。丙烯分子由3个碳原子和6个氢原子组成，而丙烷有2个额外的氢原子。这个转化过程叫做非氧化脱氢。目前催化剂效率低下的原因之一是它们需要在生产过程中添加氢气，但新方法不需要氢气。新催化剂的关键创新在于它使用二氧化硅作为铂和锡纳米颗粒的支撑结构，而不是目前催化剂中使用的氧化铝结构。氧化铝会与锡发生反应，使锡与铂分离，并破坏催化剂。新的催化剂能够避免这个反应，它的寿命更长。该论文的第一作者、密歇根大学博士后研究员AliHussainMotagamwala说:“过去也曾尝试过用二氧化硅作为铂锡纳米颗粒的载体，但传统的合成技术不够精确，无法实现铂和锡之间的紧密结合。”“我们首先合成了结合性良好的铂锡复合物，从而克服了这一问题。然后，我们将这种复合物支撑在二氧化硅上，产生了一种非常明确的催化剂，这种催化剂在非氧化丙烷脱氢过程中保持了活性、选择性和稳定性。”把这种催化剂商业化的关键是找到一种再生被污染的催化剂的方法。Linic表示，尽管目前的催化剂寿命很短，但化学工业已经开发出一套复杂的系统，可以快速有效地再生被污染的催化剂。这种新型催化剂也需要开发类似的系统。图片来源：Pixabay稳定丙烯的供应Linic说:“建造以商业规模运行这一反应过程的工厂将是一项巨大的投资，因此，化学工业往往进展缓慢。这种催化剂非常好，但再生是下一个大问题。”虽然这种催化剂仍处于研究阶段，但它有可能增加全球丙烯供应。由于全球需求飙升、新冠肺炎引发的生产问题，以及墨西哥湾沿岸生产丙烯的炼油厂因飓风而相继关闭，全球丙烯供应已经枯竭。翻译：周丹聆审校：白德凡引进来源：物理学家组织网

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