微調雙金屬納米粒子的結構對于理解構效關系和進一步提高丙烷脫氫(PDH)中的催化性能至關重要。PtFe雙金屬催化劑中過量的Fe物質會促進碳沉積，導致丙烯選擇性低。但是，在選擇性消除過量Fe的同時不破壞PtFe催化劑的結構仍然具有挑戰性。近日，大連理工大學郭新聞、張光輝和香港中文大學宋春山等證明了通過在PtFe催化劑上將CO₂引入PDH可以顯著抑制焦炭的形成，其中CO₂有效地消除了活性Fe(0)結焦位點而不會改變PtFe合金的催化表面結構。

與不添加CO₂脫氫反應相比，用當CO₂/C₃H₈進料比為0.20時，Pt₁Fe₇/S-1催化劑的丙烯產率最高，焦炭量從18.8 wt%降低到1.0 wt%。基于對Fe基催化劑結構變化的理解，Fe(0)物種可以在CO₂加氫反應中被氧化成Fe₃O₄；與金屬鐵物種相比，穩定的FeO_x物種在PDH反應中表現出更高的烯烴選擇性和較弱的結焦能力(盡管它對脫氫速率的貢獻遠低于PtFe合金)。

XPS、EXAFS和⁵⁷Fe M?ssbauer結果表明，顯著抑制積碳是由于在CO₂-PDH反應過程中過量的非合金Fe物種的氧化，而不是逆Boudouard反應(CO₂ + C = 2CO)。總的來說，通過引入軟氧化劑CO₂來氧化PtFe雙金屬催化劑中的非合金非選擇性Fe(0)相以提高PDH性能，這為在反應條件下調整PtFe雙金屬催化劑的結構和提高PDH反應的性能提供了一種有指導意義的策略。

Promoting Propane Dehydrogenation with CO₂ over the PtFe Bimetallic Catalyst by Eliminating the Non-selective Fe(0) Phase. ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.2c00649