FCSE | 综述：碳基材料在催化低碳烷烃脱氢及乙苯脱氢方面的研究进展

背景及意义

低碳烯烃（包括乙烯、丙烯和丁烯）和苯乙烯是各种高价值化学品和工业产品（如聚合物和含氧化合物）的重要原料，在工业生产中起着举足轻重的作用。目前，在化石燃料消耗快速以及“双碳”政策的影响下，烷烃脱氢制烯烃的生产方式成为了解决烯烃产能不足问题的最有潜力的途径。其中，碳基材料凭借其稳定的结构、丰富的表面官能团、低廉的价格以及绿色环保等优势，被广泛应用于烷烃脱氢反应中催化剂的构筑。基于此，本文从机理、应用以及挑战等方面，综述了近年碳基材料在脱氢反应中的应用，并为未来研究提供了新的方向。

内容

本篇综述从烷烃脱氢机理及碳基催化剂的活性位点着手，详细介绍了烷烃直接脱氢和氧化脱氢的具体反应过程及限制反应进行的具体问题，并对碳基材料表面含氧官能团在反应中的影响进行了介绍。另外，本文还详细介绍了包括介孔碳、碳纳米金刚石、碳纳米管、石墨烯以及活性炭五种碳材料在烷烃脱氢反应中的应用，分别从结构特点、催化性能以及优化方法等方面对不同的碳基材料进行了深入分析，不仅对当前研究的挑战进行了总结，还为碳基催化剂的构筑提供了策略，有助于碳基材料催化性能的提升，推动其工业化应用发展之路。

相关成果以“Insights into Carbon-Based Materials for Catalytic Dehydrogenation of Low-Carbon Alkanes and Ethylbenzene”为题，已发表在Frontiers of Chemical Science and Engineering上（DOI: 10.1007/s11705-023-2328-6）。

作者及团队介绍

邢思嘉（第一作者），南开大学2020级硕士研究生，研究方向多相催化。

袁忠勇（通讯作者），教授、博士生导师，南开大学材料学院新催化材料科学研究所所长。英国皇家化学会会士。期刊《RSC Advances》副主编，《Advanced Materials Science and Technology》主编，《精细石油化工》、《无机盐工业》、《Journal of Engineering》、《Current Catalysis》等期刊编委。从事多孔纳米催化材料的制备、性能和微结构分析及环境和能源催化反应研究。

已承担主持国家自然科学基金、科技部政府间科技合作、教育部博士点基金、天津市科技计划重点、科技部973计划项目、中石油和中石化的科技开发项目等二十多项课题。已在Chem. Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater.等重要期刊上发表SCI收录论文420多篇，论文已被他人引用20000余次，h因子72。出版英文专著1部，英文专著章节4篇和中文专著章节1篇。获中国发明专利授权10余项。