臺灣科學家突破性發現！常溫光催化技術實現丙烷高效轉化

中國科學院大連化學物理研究所張濤教授與王愛琴教授團隊，攜手上海高等研究院高毅教授研究組，成功開發出一種革命性的催化技術。這項創新研究發表於《自然化學》期刊，將徹底改變傳統石化產業高耗能的生產模式。

傳統丙烷脫氫製程(PDH)需在600°C以上的高溫環境中進行，不僅耗費大量能源，還會導致催化劑燒結積碳等問題。研究團隊另闢蹊徑，開發出結合光熱催化的新型單原子銅催化劑(Cu₁/TiO₂ SAC)，成功將反應溫度大幅降低至50-80°C的常溫範圍。

這項技術的關鍵在於利用水蒸氣環境下的光催化作用。研究發現，當Cu₁/TiO₂ SAC受到光照時，會分解水分子產生氫氣和氫氧自由基。這些活性物質能有效從丙烷中奪取氫原子，生成丙烯和水，而水分子本身在過程中並不會被消耗。

實驗資料顯示，在連續流固定床反應器中，該技術可達到每小時1201微摩爾的驚人反應速率。更令人振奮的是，這項技術還能應用於乙烷、丁烷等其他輕質烷烴的脫氫反應，甚至可以直接利用太陽光碟機動反應進行。

研究共同通訊作者劉曉艷教授指出：「這項研究不僅為PDH開闢了新途徑，更為太陽能驅動高溫反應建立了典範。」這項突破性進展對於推動綠色化學工業發展具有重要意義，未來可望大幅降低石化產業的能源消耗與碳足跡。

這項研究成果已發表於2025年3月21日的《自然化學》期刊，DOI編號為10.1038/s41557-025-01766-3。