乙烯产业净化效率提升，依赖先进催化剂

科技日报沈阳4月1日电 记者当日获悉，中国科学院金属研究所沈阳材料科学研究中心刘洪阳团队在亚纳米级金属加氢催化剂领域取得新突破。团队在富缺陷石墨烯载体上搭建出金属Pd₂双原子活性位点，解决了工业乙炔半加氢过程中活性和选择性难以兼得的技术瓶颈。该成果已在《自然·通讯》正式发表。

乙烯年产量超过2亿吨，是聚烯烃行业的重要基础原料。石脑油蒸汽裂解制乙烯时，原料中夹带的乙炔杂质会严重影响后续聚合催化剂的性能。当前工业上主流采用半加氢方法去除乙炔，但受热力学影响，乙烯容易被过度转化为乙烷。以纳米钯（Pd）为基础的传统催化剂虽反应效率高，却难以控制乙烯损耗，让成本大幅提升。

刘洪阳团队联手北京大学马丁院士、重庆大学孙耿副教授等，基于羧酸钯盐分散性和溶剂效应，在石墨烯缺陷处精准合成了Pd₂双原子活性点。实验结果显示，该新型催化剂在100℃条件下可实现乙炔充分转化，乙烯选择性达93.2%，并能持续运行100小时无衰减，展现出显著的工业应用潜力。

结合同步辐射、同位素标记以及H₂-D₂交换实验，研究团队发现Pd₂双原子位点具有增强的金属特性和协作效应，在乙炔和氢气共活化方面表现优异。同时，这种结构只对乙烯产生较弱的物理吸附，避免了催化反应中产物与反应物的竞争，有效提升了反应的精准度和效率。