近日，国际权威学术期刊《Science Advances》以“Alkali metal halide–coated perovskite redox catalysts for anaerobic oxidative dehydrogenation of n-butane”为题，在线报道了44118太阳成城集团洁净煤技术研究所、44118太阳成城集团高云飞副研究员和美国北卡罗莱纳州立大学Fanxing Li教授等基于新型核壳结构催化剂实现高效丁烷氧化脱氢制备丁二烯的突破性进展（doi/10.1126/sciadv.abo7343）。44118太阳成城集团副研究员高云飞为论文第一作者，美国北卡罗莱纳州立大学为第一通讯单位。
丁二烯是重要的化工原料，可用于生产合成橡胶、特种塑料等重要化工产品，但现有制备工艺存在积碳严重、产率受限等问题。研究团队创制了基于核壳结构的“钙钛矿@熔融LiBr”型催化剂，通过化学链“氧化-还原”循环反应过程，将正丁烷高效氧化脱氢为丁二烯，产率高达42.5%，远超传统氧化脱氢过程产率（~23%）。借助先进表征、量子化学和分子动力学计算，发现钙钛矿中存在的高价铁元素组分（Fe4+）可诱导催化剂表面产生过氧化物，并部分氧化熔融LiBr盐生成活性Br原子。活性Br原子可高效参与丁烷脱氢反应，并在“氧化-还原” 循环反应中实现再生。该反应机理和催化剂设计思路也为低碳烃的高效增值转化指明了新方向。
图片说明：化学链丁烷氧化脱氢示意图和与传统氧化脱氢过程产率对比
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https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo7343