近日，中国科学技术大学曾杰教授课题组在高熵合金催化剂的设计制备领域取得重要进展。研究人员提出了一种基于合金化效应设计、制备用于丙烷脱氢的高熵合金催化剂的方法，使催化剂对丙烷脱氢反应展现出优异的催化性能，具有超高的丙烯生成速率。相关成果发表于《德国应用化学》杂志。
高熵合金因其巨大的组成空间、独特的结构以及优异的稳定性，展现出优于传统单金属或二元合金的催化性能，成为多相催化领域的热点材料。但传统的高熵合金催化剂的筛选/设计策略限制了高效催化剂的探索。因此，急需发展合理的设计策略，推动高熵合金的合成及催化应用。
研究人员通过对铂基二元合金体系的深入研究，发现铜、锡、金和钯对铂展现出稀释、包覆、表面富集以及不均一效应。经金属助剂的依次引入，他们逐步实现了对铂物种的稀释、孤立、表面富集以及高熵化稳定，最终制备得到表面富集孤立铂位点的高熵合金催化剂。
催化研究表明，合金元素逐步引入带来的结构变化对应地实现了丙烷脱氢催化选择性、活性及稳定性的提升。所制备的高熵合金催化剂在550摄氏度常规测试条件下200小时内无明显失活。此外，在354每小时的高空速条件下，所制备高熵合金催化剂在550摄氏度及600摄氏度下均展现出超高的丙烯生成速率。该研究为高熵合金设计制备提供新思路，有望加速催化剂的开发与研究。