【随笔】罗孟飞：低碳烷烃燃烧非贵金属催化剂有前途吗？

烷烃是碳碳单键相连，链烷烃的通式为 C _n H _2n+2 ，环烷烃的通式为 C _n H _2n 。烷烃的主要来源是石油和天然气，是重要的化工原料和能源物资。

烷烃化学性质稳定，是最难催化燃烧的一类有机物。烷烃催化的难易程度与烷烃的碳链长度有关，对于直链烷烃来说，碳链越长越容易催化，从难到易顺序为： C1 > C2 > C3> C4 > C5 > C6 > C7 > C7 ，以此类推。

对于低碳烷烃催化剂，学术界研究的有两种催化剂，一种是贵金属催化剂，一种是非贵金属催化剂。当前实际工况中，采用的是贵金属催化剂，但贵金属含量往往很高，高达 1000g/ 立方米。由于贵金属资源和价格昂贵，因此为非贵金属催化剂提供了机遇。

那么非贵金属催化剂存在的主要问题是什么呢？非贵金属催化剂的研究论文很多，但是大部分性能高一点催化剂，往往催化剂的焙烧温度比较低。非贵金属催化剂中过渡金属氧化物，当焙烧温度提高时相互之间会发生固相反应，生成钙钛矿或尖晶石结构。一旦发生固相反应催化剂性能大概率的下降，其实我想说 100% 是下降的。文献中很多所谓的钙钛矿或尖晶石催化剂，其实不是真实的钙钛矿或尖晶石催化剂。

由于 低碳烷烃催化燃烧过程是强放热反应，因此在催化燃烧过程温度往往很高，过渡金属氧化物经不起这样的高温，活性会很快下降，无法应用在实际工况中。

因此，过渡金属氧化物要实现产业化，必须解决催化剂热稳定性的问题。因此，如何阻止固相反应，或者开发高性能真正的 钙钛矿或尖晶石催化剂，或许是这个领域的研究方向。对于目前采用低温焙烧制备的 非贵金属催化剂，是没有前途的。