Le propylène est l’une des matières premières chimiques organiques de base avec la production la plus élevée au monde. Dans l’industrie, la méthode de préparation traditionnelle consiste à « demander du propylène à partir du pétrole ». Le propylène est dérivé du craquage catalytique du pétrole. Pour le dire clairement, les molécules à base de carbone à longue chaîne dans le pétrole sont « coupées » en molécules de propylène plus courtes.
« La limitation de cette route réside dans la dépendance au pétrole. » L’équipe du professeur Xiao Fengshou s’est engagée à utiliser efficacement l’énergie à base de carbone. Il a introduit que le propylène peut être obtenu non seulement à partir du pétrole, mais aussi « propane du propane »-propane La voie technique de déshydrogénation en propylène est en train d’émerger. « Cette technologie permet directement au propane d’éliminer deux hydrogènes et de les transformer en propylène. C’est une voie technique pour se débarrasser de la dépendance au pétrole.
Le propane est abondant dans la nature, et c’est le principal composant du gaz de schiste. Avant une meilleure utilisation de la technologie, le « destin » du propane brûlait. Jusqu’à l’émergence de la technologie de déshydrogénation du propane en propylène, le propane a la possibilité d’exercer une plus grande valeur.
Il convient de noter que ce type de technologie est également divisé en deux voies: la déshydrogénation anaérobie et la déshydrogénation aérobie. À l’heure actuelle, le premier est appliqué. Il utilise des catalyseurs coûteux en métal noble ou des catalyseurs au chrome toxiques. Dans le même temps, il a les problèmes inévitables de dépôt et de désactivation du carbone. Une régénération fréquente est nécessaire pour assurer la progression de la réaction.
L’autre est la voie de déshydrogénation aérobie, qui devrait présenter des avantages en termes de consommation d’énergie et de dépôt anti-carbone. La communauté scientifique l’étudie depuis des décennies, mais n’a pas « trouvé » de catalyseur qui réponde à la production industrielle réelle, de sorte qu’il n’a pas encore été utilisé dans l’industrie.
En 2016, l’équipe I. Hermans de l’Université du Wisconsin et l’équipe lu Anhui de l’Université de technologie de Dalian ont successivement découvert l’excellente sélectivité du nitrure de bore dans la déshydrogénation aérobie du propane. La recherche a suscité l’enthousiasme de la recherche du cercle universitaire, mais cette vague d’enthousiasme de la recherche s’est rapidement « éteinte ».
Les milieux universitaires ont successivement souligné que bien que le nitrure de bore ait une bonne sélectivité, son activité catalytique et sa stabilité à l’eau sont encore difficiles à satisfaire aux besoins réels, et un jugement négatif constant a été formé: l’activité catalytique des catalyseurs de bore provient de plusieurs centres de bore. Le bore isolé ne fonctionne pas.
Mais l’équipe conjointe de R&D a décidé de revenir dans l’impasse pour le savoir.
Des années d’expérience en recherche et développement de catalyseurs leur indiquent qu’il reste encore de nombreuses questions scientifiques à déterminer. Par exemple, où sont les sites actifs du catalyseur à base de bore? Comment exerce-t-il son activité catalytique? À cette fin, l’équipe de recherche a conçu un moyen d’isoler le matériau catalyseur du tamis moléculaire de zéolite centré sur le bore. Les tamis moléculaires de zéolite sont un type courant de matériau poreux. Le diamètre des pores est généralement inférieur à un nanomètre, il peut donc être utilisé pour « tamiser les molécules ».
Wang Liang a déclaré qu’en plus de se concentrer sur le site actif lui-même, « l’environnement » dans lequel le catalyseur est conçu est également la clé. « En d’autres termes, qui est le 'voisin' et comment l’organiser est tout aussi important. » Dans la structure du tamis moléculaire de zéolite utilisé par l’équipe de R&D, il y a des espèces siliceuses et oxygénées autour du bore pour se coordonner avec lui. Le bore est un bore isolé, pas beaucoup. Poly bore.
Ce qui a surpris l’équipe de recherche, c’est que ce catalyseur avec un centre de bore d’environnement de coordination spécifique a montré d’excellentes performances catalytiques dans la déshydrogénation aérobie du propane, dépassant de loin les matériaux catalytiques traditionnels d’oxyde de bore supportés. Dans le test continu d'«endurance » de 220 heures, le processus de déshydrogénation aérobie catalysé par ce nouveau type de tamis moléculaire de zéolite a maintenu une sélectivité allant jusqu’à 83%, avec un taux de conversion de 32,9% à 43,7%, et diverses performances étaient stables.
Les experts de l’examen de l’article croient que cette recherche brise la cognition traditionnelle selon laquelle les centres isolés de bore ne peuvent pas catalyser la déshydrogénation du propane, et approfondit davantage la compréhension de la déshydrogénation du propane et de ses centres actifs, et est une étape vers la réalisation industrielle de la déshydrogénation aérobie du propane en propylène. Un pas important a été franchi.
Source : Réseau chimique
