清华大学JACS：亚纳米邻近金属@分子筛催化剂实现烷烃-苯直接偶联

背景：传统烷基苯生产依赖烯烃或醇与苯反应，而直接从廉价烷烃与苯偶联是更具原子经济性的路径，但需高效双功能催化剂耦合烷烃脱氢与芳烃烷基化步骤。研究目的：清华大学刘礼晨团队旨在设计一类催化剂，将亚纳米PtSn金属团簇封装于MEL型分子筛中（PtSn@MEL），通过调控金属-酸位点在亚纳米尺度的空间距离，实现C₂-C₄烷烃与苯的直接偶联反应。结论：优化后的PtSn@MEL-25-1%O₂催化剂在乙烷-苯偶联反应中乙苯产率创纪录，且在超过1000小时的连续反应-再生循环中保持高稳定性。催化剂性能依赖于PtSn团簇的亚纳米尺寸、Pt-O-Sn键抑制烧结、以及Pt与Al位点在1 nm内的紧密接触（通过原子探针断层扫描证实）。该策略也成功拓展至丙烷/丁烷与苯的偶联反应，且MEL拓扑结构（垂直交叉10MR直通孔）相比MFI型分子筛显著加速芳烃扩散、减少积碳，延长催化剂寿命。