信息来源：中国人民大学化学与生命资源学院 发布日期：2026年1月12日

近日，继此前在乙烷化学链氧化脱氢制乙烯方向取得研究成果（Nature Communications, 2025, 16, 8556）之后，中国人民大学化学与生命资源学院张涛副教授团队在乙烷无氧脱氢制乙烯研究方面取得新的突破。相关成果以“SSZ-13 Zeolite with Isolated Co2+ Sites as an Efficient and Durable Catalyst System for Non-Oxidative Ethane Dehydrogenation”为题，发表于化学领域国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition。张涛副教授为论文第一通讯作者，中国人民大学为第一完成单位。

乙烯是现代化工工业中产量最大、应用最广泛的基础有机化工原料之一，广泛应用于塑料、合成纤维和精细化学品等领域。由于传统乙烯制备工艺普遍存在能耗高、碳排放量大的问题，开发高效、稳定、环境友好的新型乙烯制备技术对于推动化工产业绿色低碳转型具有重要意义。其中，基于非贵金属催化剂的乙烷无氧脱氢技术被认为是具有发展潜力的重要研究方向。

在上述背景下，团队利用菱沸石构型SSZ-13小孔分子筛独特的空间限域效应和稳定的骨架结构特性，实现了对钴活性物种在分子筛骨架中分布位置的精准调控。研究表明，引入的Co2+离子优先锚定在分子筛骨架中热力学更为稳定的的六元环离子交换位点（Co2+-Z2，Z表示分子筛骨架中带一个负电荷的结构位点）；当该类交换位点趋于饱和后，后续引入的Co2+离子以不同配位形式稳定分布于八元环离子交换位点（[Co(OH)]+-Z），从而在结构上形成可明确区分的两类钴活性中心。

在与工业生产具有可比性的反应条件下开展的催化性能评估结果表明，优化后的Co/SSZ-13（0.9 wt% Co）催化剂在600-650 ℃条件下，经受了200次脱氢-氧化再生循环、累计约150小时的连续运行，仍能够保持稳定的催化性能，表现出良好的耐久性，并实现了具有工业相关性的乙烯产率水平。

进一步通过多种原位光谱表征手段与密度泛函理论计算相结合，该研究系统揭示了不同钴位点在乙烷C-H键活化路径、反应能垒以及催化循环行为方面的本质差异，在原子尺度上建立了金属位点空间构型与催化性能之间的明确关联，为非贵金属分子筛催化剂的理性设计提供了重要的理论依据。

该研究成果为乙烯等基础化工原料的清洁高效制备提供了新的研究思路，也为分子筛限域金属催化在低碳烃转化领域的应用拓展了新的方向，具有较高的学术价值和潜在应用前景。

上述研究得到了国家自然科学基金的资助。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202519600