突破传统：近环境温度下光热催化丙烷脱氢的新突破

《Nature Chemistry》：Light-driven propane dehydrogenation by a single-atom catalyst under near-ambient conditions

研究人员克服丙烷脱氢（PDH）高温局限，实现近环境温度光热催化，有望开启太阳能应用新篇。

　　丙烷脱氢（Propane dehydrogenation ，PDH）是一个能源密集型的工业反应，需要高温（550 - 750°C）来克服热力学障碍。在此，研究克服了这些限制，证明在水蒸气环境中通过光热催化（photo - thermo - catalysis）可以实现近环境温度下的丙烷脱氢。研究人员使用负载在 TiO₂上的铜单原子催化剂以及连续流动固定床反应器，将反应温度降低到 50 - 80°C 。该反应机制与传统丙烷脱氢不同，氢气是由水蒸气的光催化分解产生的，表面结合的羟基自由基提取丙烷的氢原子形成丙烯，且不会发生过度氧化，水在此过程中起到了催化剂的作用。这种方法也适用于其他小链烷烃的脱氢反应。此外，研究还展示了在低至 10°C 的反应温度下，由阳光驱动、水催化的丙烷脱氢反应。预计这项工作将成为把太阳能应用整合到广泛的高温工业反应中的起点。