​李凡星Sci. Adv.：破纪录收率！LSF@LiBr助力正丁烷的氧化脱氢

正丁烷的氧化脱氢（Oxidative dehydrogenation, ODH）有可能有效地生产丁二烯，而不会产生平衡限制或焦炭形成。尽管进行了广泛的研究工作，但在具有气态O₂的传统催化ODH中，单程丁二烯产率限制在<23%。

基于此，美国北卡罗来纳州立大学李凡星教授（通讯作者）等人报道了熔融的溴化锂（LiBr）作为一种有效的促进剂来修饰具有氧化还原活性的钙钛矿氧化物，即La_0.8Sr_0.2FeO₃（LSF），用于正丁烷的化学链式氧化脱氢（chemical looping-oxidative dehydrogenation of n-butane, CL-ODHB）。

在工作状态下，氧化还原催化剂由覆盖在固体LSF基底上的熔融LiBr层组成。改性钙钛矿（LSF）在ODH步骤中用正丁烷还原，然后通过循环氧化还原模式用空气再氧化。通过这样做，作者将空气分离与催化ODH相结合，同时避免了O₂和正丁烷之间的直接接触。在文中，作者实现了42.5%的丁二烯收率，几乎是文献报道的最大收率的两倍。

表征和从头算分子动力学（AIMD）模拟表明，LSF上形成的过氧化物与熔融的LiBr反应形成活性原子Br，作为C-H键活化的反应中间体，同时熔融的LiBr层抑制了非选择性CO₂的形成。该氧化还原催化剂设计策略可以扩展到其他轻质烷烃的CL-ODH，例如异丁烷转化为异丁烯，为烯烃生产提供通用方法。

Alkali metal halide-coated perovskite redox catalysts for anaerobic oxidative dehydrogenation of n-butane. Sci. Adv., 2022, DOI: 10.1126/sciadv.abo7343.

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo7343.