行业背景与挑战 - 催化剂是现代化学工业的"心脏"，贵金属是其关键组分，用量关乎化工过程的节能增效 [1] - 传统催化反应中贵金属原子易聚集成大颗粒，导致大量内部原子无法参与表面反应，催化效率低 [3] - 在丙烯生产的关键工艺丙烷脱氢中，约三分之二的工艺采用贵金属催化剂，但存在依赖稀缺贵金属和原子利用率低的问题 [3] - 2024年中国丙烯产量占全球总产量三分之一，总产值超过6000亿元人民币 [3] 技术突破核心 - 天津大学新能源化工团队创新提出"原子抽提"策略，将贵金属铂原子全部抽提到表面参与催化反应，利用率逼近100% [1][4] - 技术灵感来源于化工的"萃取"单元操作，利用锡原子作为特异性"原子磁铁"，凭借其对铂的强吸引力将深藏颗粒内部的铂原子逐层抽提到表面 [4] - 该策略跳出了传统"分散单原子"的思维框架，通过原子级合金设计与界面调控实现原子利用率逼近理论极限 [8] 性能与效率提升 - 经该策略制备的催化剂，过去需要1吨完成的任务现在只需要200斤（即100公斤）就可以完成，实现了近乎极致的原子经济性 [8] - 在丙烷脱氢制丙烯等高温苛刻反应中，该催化剂在铂用量减少90%的前提下，仍表现出优于现行商业催化剂的活性与稳定性 [8] 研究影响与意义 - 该研究成果发表于国际期刊《科学》，是我国在全球催化科技前沿的重大突破 [1][8] - 成果让中国科研团队在国际催化剂研发领域占据前沿，为保障能源安全、推动绿色转型、实现"双碳"目标提供了关键支撑 [8] - 天津师范大学、北京大学及浙江工业大学参与了合作研究 [8]

行业核心观点 - 催化剂是化工产业低碳变革的关键 贵金属利用效率是国际科技竞争焦点[1] - 全球催化剂贵金属市场规模已接近2000亿元[1] - 一项新技术通过“原子抽提”策略实现贵金属原子利用率逼近100% 为高效低成本催化剂设计开辟新路径[3] 技术突破详情 - 新技术由天津大学团队研发 成果发表于《科学》期刊 解决了传统催化剂中贵金属原子易聚集导致大量内部原子无法参与反应的问题[3] - 该技术通过在颗粒表面构造特殊结构单元 将包埋内部的贵金属原子吸引到表面 使贵金属用量减少约90%[5] - 该技术针对丙烷脱氢制丙烯这一关键工艺 传统工艺中约三分之二采用贵金属催化剂但原子利用率低[3] 市场与产业影响 - 丙烯是全球产量最大的化工品之一 是塑料橡胶纤维医药等重要基础原料[3] - 2024年中国丙烯产量占全球总产量三分之一 总产值超过6000亿元人民币[3] - 该技术成功解决了丙烯产业催化剂成本高、贵金属资源依赖强等核心瓶颈 为化工行业低耗高效绿色转型提供关键技术支撑[5]

技术突破 - 科研团队在催化科技前沿取得重大突破 实现近100%的贵金属原子利用率 [1] - 研发出"原子抽提"技术 解决了传统催化反应中贵金属原子易聚集成颗粒导致催化效率低的问题 [5] - 相比传统催化剂 该方法可使贵金属用量减少约90% [5] 行业影响 - 催化剂被誉为现代化学工业的"心脏" 贵金属是其关键组分 用量关乎化工过程的节能增效 [3] - 该成果为新一代高效 低成本催化剂的设计与制备开辟新路径 [1] - 成功解决了丙烯产业长期面临的催化剂成本高 贵金属资源依赖强等核心瓶颈 [5] 应用前景 - 极大地提高了丙烷脱氢制丙烯的催化效率 [5] - 为化工行业绿色低碳转型提供关键技术支撑 助力化工生产更加低碳 高效 可持续 [1][5] - 为丙烯乃至整个化工行业提供了一条低成本 可持续的技术路径 [5]