你知道吗？我们日常用的塑料包装袋、汽车轮胎、护肤品成分，都离不开乙烯、丙烯这些“轻烯烃”化工原料。全球对轻烯烃的需求正以每年4.5%增长，2028年市场规模预计达3293亿美元，但传统生产方法（如蒸汽裂解）供应有限，还存在效率低的问题。最近，英国曼彻斯特大学的研究团队给出新方案——他们研发的沸石-介孔二氧化硅复合催化剂，让轻烯烃产率提升26%，为解决化工原料供应难题带来希望！

为啥传统催化剂“不给力”？工业常用的沸石Y（ZY）和ZSM-5催化剂，虽有大量微孔提供反应活性位点，但这些微孔像“窄胡同”：反应物分子太大进不去，产物又容易堵在里面，导致催化剂快速失活。比如单独用ZY催化剂，4小时后转化率从95%降到71%，轻烯烃产率也跟着下滑。

曼大团队的创新点在“复合”二字：把两种微孔沸石（ZY、ZSM-5）和三种介孔二氧化硅（KIT-6、SBA-15、MCM-41）按不同比例混合，做成复合催化剂。介孔二氧化硅的孔比沸石大很多（像“宽马路”），让反应物快速扩散到沸石微孔里反应，产物也能顺利出来，避免堵孔。简单说，就是给沸石开了“绿色通道”，平衡了反应活性和扩散效率。

实验结果惊喜：团队测试不同比例的复合催化剂，发现**ZY/ZSM-5/SBA-15（20:20:60）**组合表现最佳——550℃下催化正庚烷裂解，转化率达84%，轻烯烃（乙烯+丙烯+丁烯）总产率高达26.2%，且稳定性超强：连续反应12小时，转化率几乎不变。对比单独沸石催化剂，这个组合不仅产率更高，还不易失活。

为啥SBA-15组合最牛？团队用脉冲场梯度核磁共振（PFG-NMR）研究发现，SBA-15孔径更大，让正庚烷分子扩散速度更快（扩散系数9.7×10⁻¹⁰ m²/s），比MCM-41组合快近50%。扩散快意味着反应物更快到达活性位点，产物更快离开，自然效率更高。

不过这项技术也有小局限：用MCM-41做介孔硅的组合，因孔径太小扩散慢，性能不如SBA-15和KIT-6组合；此外，大规模生产复合催化剂的成本和工艺，还需进一步优化。

尽管如此，这项研究仍为轻烯烃生产提供新方向。论文作者表示，通过调整复合催化剂成分比例，未来有望开发更高效稳定的工业催化剂，帮助化工行业提高产量、降低成本。

来源: 化学工程前沿FCSE