無氯條件下可再生的Pt基催化劑
福州大學化工學院、氟氮化工新材料全國重點實驗室鮑曉軍教授、朱海波教授團隊聯(lián)合清源創(chuàng)新實驗室、中石化（上海）石油化工研究院有限公司、上海高等研究院（上海光源）等單位在“丙烷脫氫催化劑"研究方面取得重大進展，發(fā)表了題為“A self-regenerating Pt/Ge-MFI zeolite for propane dehydrogenation with high endurance"的研究論文。
該研究揭示了一種用于丙烷脫氫（PDH）的自我再生Pt/Ge-MFI沸石催化劑，具有高耐久性和出色的抗燒結性能。
在工業(yè)催化劑應用中，貴金屬簇催化劑通常在還原和氧化氣氛之間頻繁切換，導致催化劑結構發(fā)生不可逆轉的變化，從而導致失活。研究團隊發(fā)現(xiàn)，鉑（Pt）前驅(qū)物能夠自發(fā)分散在鍺-MFI（Ge-MFI）沸石中，形成自我再生的Pt/Ge-MFI催化劑。這些催化劑在還原反應和氧化再生條件下能夠在Pt簇和Pt單原子之間可逆轉換，從而實現(xiàn)自我再生。研究表明，這些催化劑在丙烷脫氫反應中能夠經(jīng)歷110個反應和再生循環(huán)，且在空氣中800°C環(huán)境下連續(xù)使用10天仍然具有抗燒結性能。
這種Pt/Ge-MFI沸石催化劑的應用不僅限于丙烷脫氫，還可以用于其他貴金屬簇催化劑的制備，如銠、釕、銥和鈀等。該研究為開發(fā)能夠在氣體和溫度循環(huán)條件下保持性能的環(huán)保自適應催化劑提供了新的方法學。
球差校正透射電鏡Themis Z透射電子顯微鏡在STEM模式下拍攝了原子尺度的Pt/Ge-MFImp的高分辨高信噪比晶格圖像。
圖：Pt/Ge-MFImp的HAADF-STEM圖像
全新梯度結構不銹鋼展現(xiàn)出循環(huán)蠕變抗性
中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心盧磊研究員和美國佐治亞理工學院朱廷教授（通訊作者）研究團隊通過梯度位錯結構設計，在奧氏體304不銹鋼中實現(xiàn)了優(yōu)異的抗棘輪性能, 相關研究以“Superior resistance to cyclic creep in a gradient structured steel"為題發(fā)表。
循環(huán)蠕變是材料在非對稱應力循環(huán)下發(fā)生累積單向塑性變形的一種嚴重疲勞現(xiàn)象，常導致結構材料的過早失效。傳統(tǒng)方法難以在提高材料強度的同時提升其抗蠕變性能。而該研究通過在304奧氏體不銹鋼中引入梯度位錯結構（GDS），顯著降低了其蠕變速率。
研究表明，相較于傳統(tǒng)粗晶不銹鋼，GDS不銹鋼在非對稱應力循環(huán)下的蠕變速率低了2到4個數(shù)量級。這種抗蠕變性能得益于在變形過程中持續(xù)發(fā)生的微結構細化，具體表現(xiàn)為位錯胞內(nèi)的六方密排（HCP）納米層的馬氏體相變。通過這種微結構的逐步細化，有效抑制了材料的循環(huán)軟化和應變局部化現(xiàn)象，從而極大地降低了蠕變應變。
這種梯度位錯結構為設計高強度抗蠕變材料提供了一種新的思路，具有廣泛的潛在應用前景，包括渦輪葉片、壓力容器、核電管道和海洋結構等關鍵工程領域。
Nova Nano460場發(fā)射掃描電鏡配備高對比度圓形背散射探測器進行背散射電子成像，獲得了平均晶粒尺寸以及微尺度變形帶的寬度和間距。搭配旋進電子衍射系統(tǒng)的Tecnai F20的電子衍射成像提供了晶體朝向信息。等離子體雙束電鏡Helios PFIB CXe用Xe+切割并提取了適合透射實驗的樣品橫截面切片。雙球差校正透射電鏡Titan Cubed Themis G2 60-300在HAADF-STEM模式下獲取了原子尺度的GDS 304不銹鋼樣品的高分辨高信噪比的晶格圖像。
圖：(A和B) 在10% Nf時GDS SS頂表層的SEM和HAADF-STEM圖像；(C和D) 在90% Nf時的SEM和明場TEM圖像；(E) 使用TEM中的電子旋轉衍射測量的GDS表面最上層的平行HCP納米層的取向角圖；(F) 單個變形帶的HAADF-STEM圖像 (G) 對應于(F)中白框區(qū)域的放大HAADF-STEM圖像。
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