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丙烷直接脱氢（PDH）制丙烯作为一种理想的商业化反应，但其具有高度吸热性，并受到热力学平衡的严重限制。同时，氧化去除氢作为水的氧化途径具有安全性和成本挑战。
在此，
天津大学
巩金龙
教授等人
将化学环选择性H
2
燃烧和PDH与多功能FeVO
4
-VO
x
氧化还原催化剂相结合，在Al
2
O
3
上分散良好的VO
x
提供了脱氢位点，而邻近的纳米级FeVO
4
则作为随后的H
2
燃烧的氧载体。
结果显示，在550℃条件下，通过200次化学环循环对FeVO
4
进行再氧化，丙烯选择性为81.3%，丙烷转化率为42.7%。基于催化实验、光谱表征和理论计算，作者提出了一种氢溢出介导的耦合机制，即在VO
x
位点产生的氢迁移到邻近的FeVO
4
进行燃烧，使PDH向丙烯转移，这种机制是有利的催化和燃烧位点之间的接近。
丙烯作为化学工业的主要组成部分，主要由石脑的裂解生产，这是一个依赖石油原料的能源密集型过程。页岩气中的丙烷通过丙烷脱氢（PDH）在商业上转化为丙烯，但该反应是高度吸热和平衡限制的，并且在积炭后需要频繁的催化剂再生。
另一种替代方法是丙烷的热催化氧化脱氢（ODH），必须克服丙烯过度氧化成二氧化碳的问题，才能成为可行的商业工艺。
根据勒夏特列原理，从产物中选择性去除H
2
会使平衡向丙烯转移。与氢透选择性膜反应器和金属氢化物相比，选择性H
2
燃烧具有同步热释放的额外优势，并且可以与现有的工业PDH工艺无缝集成。然而，O2-共进料催化系统存在固有的安全隐患和高能耗的空气分离。
可还原金属氧化物的晶格氧可作为固体氧载体，在厌氧条件下实现SHC。Bi
2
O
3
、In
2
O
3
、V
2
O
5
、Fe
2
O
3
和掺杂CeO
2
等氧载体的可行性已经得到了广泛的验证。
然而，氧化还原稳定性差、氧储存容量（OSC）低、氢燃烧选择性有限等因素阻碍了其潜在的商业应用。此外，在分子水平上精确控制脱氢位点和氢燃烧位点，以介导PDH-SHC串联反应仍然是一个挑战。
https://doi.org/10.1126/science.adi3416
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