El profesor Bao Xiaojun (sentado en el centro) y los miembros del equipo analizan los datos de las imágenes. (Foto cedida por el entrevistado)

4月10日，一则重磅消息从福州大学化工学院、清源创新实验室传出：鲍晓军教授、朱海波教授课题组联合多家单位，历经6年攻坚，成功研制出首款具备“自愈再生”功能的智能丙烷脱氢铂催化剂，首次实现了催化剂在无氯条件下完全再生，解决了现有再生过程产生大量氯污染物和反应器腐蚀的问题。

Dos diseños disruptivos

El propileno es una materia prima química básica para plásticos, alfombras, mascarillas, piezas de automóviles y otros productos, y es esencial en la vida moderna. Con el desarrollo de la economía mundial, su demanda de mercado sigue creciendo. Actualmente, alrededor del 10% del propileno se produce mediante la tecnología de deshidrogenación de propano (PDH). La revolución del gas de esquisto ha hecho que el propano sea abundante y barato, lo que ha convertido a la tecnología PDH en una "pista estrella" en la industria química.

Sin embargo, los catalizadores de grupo de platino compatibles que se usan comúnmente para la deshidrogenación de propano a propileno tienen serios inconvenientes. En condiciones de trabajo severas, los átomos de platino en el catalizador son fáciles de agregar desde grupos de nivel atómico en cientos de partículas nanométricas, lo que resulta en la inactivación de la sinterización del catalizador.

Para reactivar el catalizador desactivado, el proceso tradicional necesita quemar los depósitos de carbono en una atmósfera oxidante que contenga cloro gaseoso altamente tóxico e inducir la redispersión de las partículas de platino con la ayuda del cloro. Sin embargo, este proceso tiene inconvenientes obvios, no solo corroe gravemente el equipo de producción, sino que también emite una gran cantidad de contaminantes que contienen cloro en el proceso de producción y genera una gran cantidad de emisiones de carbono, y el costo de protección del medio ambiente es asombroso.

El equipo de Bao Xiaojun y Zhu Haibo aceptó el desafío y ancló con precisión el núcleo del problema: evitar el uso de cloro y prolongar la vida útil del catalizador. Con este fin, pasaron 6 años reconstruyendo la estructura del catalizador y finalmente lograron un gran avance: se creó un catalizador de platino cargado de zeolita que contiene germanio.

Según los informes, este logro innovador contiene dos diseños disruptivos: uno es encapsular partículas de metal de platino en tamices moleculares que contienen germanio para formar una "casa segura de panal", que puede garantizar que los átomos de platino no se fusionen incluso a una temperatura alta de 800 °C; En segundo lugar, cuando el catalizador se desactiva por deposición de carbono, se calienta con aire y las partículas de platino se "desintegran" automáticamente en un estado atómico único, y la deposición de carbono se puede volver a ensamblar y reanudar después de la combustión, sin la necesidad de cloro gaseoso en todo el proceso, y el ciclo de regeneración se extiende enormemente.

该催化剂极为神奇，在“脱氢反应-烧炭再生”循环中展现出“Pt8团簇⇌Pt1单原子”动态可逆转化的特性。在800℃氧化环境连续处理长达10天后，孔道内铂物种稳如泰山，首次达成无氯氧化气氛中超百次完全再生，为全球化工界所瞩目。

Se está gestando una revolución verde

作为我国石油加工领域学术带头人之一，鲍晓军近30年投身理论研究与技术研发。据清源创新实验室介绍，针对汽油质量升级难题，他带领团队研发三代成套技术，市场占有率超三分之一，助力生产超1亿吨清洁汽油，利润超200亿元。

Al hablar sobre este importante logro, Bao Xiaojun dijo que el logro abre una nueva forma de resolver problemas de proceso y diseñar catalizadores de metales preciosos, lo que brinda a los catalizadores industriales capacidades de "autoadaptación" y "autocuración", lo que los convierte en catalizadores inteligentes que pueden responder de manera flexible a diferentes entornos.

Las ventajas de esta tecnología son sobresalientes. En términos de protección del medio ambiente, se eliminará el proceso de regeneración de cloro desde la raíz, se eliminará el uso de cloro y se reducirán las emisiones de carbono; Económicamente, reduce el consumo de energía de regeneración, reduce la corrosión del equipo y prolonga la vida útil; En términos de rendimiento, el laboratorio demuestra que el ciclo de regeneración continua es más de 10 veces más largo que el de los catalizadores tradicionales, y tiene un gran potencial, lo que se espera que abra un nuevo camino para el diseño de catalizadores anti-sinterización de alta temperatura y los promueva a otros campos químicos.

La investigación del equipo de Bao Xiaojun es mucho más que esto, desde el catalizador de deshidrogenación de propano de "regeneración autorreparable" hasta el catalizador de desnitrificación de gases de combustión de "reducción de la contaminación y reducción de carbono", se está gestando una revolución verde causada por los catalizadores de tamiz molecular.

Frente a los desafíos de la ecologización, la preparación de alto rendimiento y bajo costo de los materiales de tamiz molecular, el equipo propuso una ruta de síntesis verde de bajo costo para la preparación de tamices moleculares de alto rendimiento basados en la despolimerización a nanoescala y el reensamblaje de minerales naturales, y completó la producción piloto a escala y la evaluación piloto del rendimiento de una serie de tamices moleculares microporosos y tamices moleculares de heteroátomos. Los resultados de la investigación hacen que la síntesis de materiales catalíticos de tamiz molecular de alto rendimiento sea verde, y también abren un nuevo camino para la utilización de alto valor agregado de minerales naturales baratos, y ganaron el primer premio de investigación básica de la Sociedad Química y de Ingeniería de China en 2022 años.

Sobre la base de la tecnología pionera de síntesis verde de tamiz molecular que utiliza minerales naturales de silicio y aluminio como materias primas, el equipo ha incubado 27 empresas emergentes de alta tecnología en Shaowu, Nanping, y ha realizado la transformación e implementación de tamices moleculares porosos ZSM-0 de grado y catalizadores basados en tamices moleculares. En la actualidad, la serie de catalizadores basados en tamiz molecular para la hidrogenación y modificación de la gasolina de craqueo catalítico desarrollada por el profesor Bao Xiaojun se ha utilizado a gran escala en 0 conjuntos de unidades en todo el mundo y ha ganado el segundo premio del Premio Nacional de Progreso Científico y Tecnológico dos veces.

Los resultados de la investigación "salen" del laboratorio

En el distrito de Quangang, ciudad de Quanzhou (Campus de Quangang, Escuela de Ingeniería Petroquímica, Universidad de Fuzhou), dirigido por el Gobierno Municipal de Quanzhou, confiando en la Universidad de Fuzhou y Sinochem Quanzhou Petrochemical Co., Ltd. para construir conjuntamente uno de los primeros laboratorios de innovación en la provincia de Fujian: el Laboratorio de Innovación de Qingyuan, Bao Xiaojun se desempeña como director ejecutivo del laboratorio.

Bao Xiaojun dijo que el laboratorio se adhiere al concepto de "la investigación y el desarrollo de la empresa cae en el laboratorio, y el laboratorio se basa en la cadena industrial", y hace todo lo posible para acelerar la transformación de los logros. Cree que la ampliación piloto de la tecnología y los productos es sólo el punto de partida, y que la integración profunda de la cadena de innovación y la cadena industrial es la clave para lograr la industrialización y formar un nuevo clúster industrial. Hoy en día, el equipo de investigación dirigido por él está explorando y practicando activamente y caminando con paso firme en este camino del desarrollo integrado.

Con la ventaja de la profunda integración de la industria, la universidad, la investigación y la aplicación en el laboratorio, el equipo utiliza la tecnología y los productos de sus propios derechos de propiedad intelectual como portadores, e integra hábilmente una serie de tecnologías de vanguardia del equipo y de investigadores como el profesor Cai Weilong, como el "catalizador de desnitrificación de gases de combustión a base de tamiz molecular", la "tecnología clave de fibra de alto rendimiento de sulfuro de polifenileno", la "tecnología clave de material de filtro recubierto de alto flujo que ahorra energía", la "tecnología de preparación de material de filtro catalítico de alto flujo", etc., y ha desarrollado una tecnología integrada de desnitrificación SCR a alta temperatura y bajo polvo.

Esta tecnología central ha sido seleccionada en la lista de equipos técnicos prácticos y proyectos de demostración para la protección del medio ambiente ecológico de la Asociación de la Industria de Protección Ambiental de China durante 4 años. Con esta tecnología, el Laboratorio de Innovación de Qingyuan ha incubado sucesivamente 0 empresas emergentes de alta tecnología en la ciudad de Quanzhou en 0 y 0 años, y también atrajo a 0 empresas relacionadas de Hangzhou y otros lugares para trasladarlas al Parque Industrial de Nueva Energía de Huidong en el condado de Hui'an.

El equipo de Bao Xiaojun siempre ha anclado la dirección de desarrollo de la producción y la investigación, y ha desafiado el viento y las olas todo el camino. Por un lado, trabajan con empresas líderes para construir centros de investigación y desarrollo para inyectar energía creciente en la iteración de la tecnología; Por otra parte, se han creado empresas estatales locales para establecer fondos de capital de riesgo a fin de enriquecer el proceso de industrialización de las tecnologías independientes de investigación y desarrollo con "agua viva" financiera y acelerar el ritmo de los logros de innovación desde el laboratorio hasta el mercado.

Impulsado por esta serie de medidas innovadoras, el equipo tomó la iniciativa de integrar empresas líderes en los campos de materiales catalíticos, conservación de energía y protección del medio ambiente, y fabricación de equipos para construir un clúster industrial. Hay muchos proyectos, como la línea de producción de tamices moleculares heteroátomos de 20 toneladas / año, la línea de producción de catalizadores de desnitrificación en fase de panal de abeja de 0 m ^ 0 / año, etc., con nuevas tecnologías para la reducción de la contaminación y la reducción de carbono como negocio principal, y se espera que el valor de producción supere los 0 mil millones de yuanes en los próximos 0 años, contribuyendo al desarrollo verde de la industria química.