973項目申報書——xxxxcb623500-新結(jié)構(gòu)高性能多孔催化材料的基礎(chǔ)研究-展示頁
2025-07-03 01:55本頁面
【正文】 律和形貌取向晶化機(jī)理。針對手性化合物不對稱催化合成以及環(huán)氧乙烷催化水合反應(yīng)，研究有機(jī)－無機(jī)雜化多孔材料的合成規(guī)律，以及雜化材料中手性環(huán)境構(gòu)建或提高耐溶脹和傳熱性能等，制備高性能手性催化材料及水合催化劑。針對重芳烴加氫裂解輕質(zhì)化反應(yīng)、烯烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)，改變制備條件控制孔道內(nèi)金屬氧化物分散狀態(tài)，制備高分散甚至高度隔離的金屬氧化物物種；采用化學(xué)嫁接等技術(shù)在多孔材料的孔道中組裝金屬氧化物，使其結(jié)構(gòu)可以剪裁和控制，在多孔材料中組裝金屬和氧化物物種，研究孔道形態(tài)對金屬和氧化物結(jié)構(gòu)的影響，制備酸催化－加氫催化雙功能催化劑以及高水熱穩(wěn)定性的多孔催化材料。此外，項目在研究催化材料微結(jié)構(gòu)與催化反應(yīng)性能關(guān)系的同時，將對成型催化材料的熱質(zhì)傳遞規(guī)律進(jìn)行研究，針對甲醇制烯烴、輕烴催化裂解反應(yīng)，研究高耐磨微球形催化劑的成型制備技術(shù)，解決成型材料及制備過程對多孔催化材料本征催化性能、催化劑耐磨、流化性能、熱質(zhì)傳遞性能以及熱膨脹性能等的影響及控制問題，制備出適應(yīng)反復(fù)再生的流化床催化材料；結(jié)合催化蒸餾技術(shù)，研究整體型多級孔催化材料、無粘結(jié)劑分子篩材料的合成方法，研究整體型多孔催化材料上的擴(kuò)散、反應(yīng)動力學(xué)。本項目通過研究多孔催化材料水熱晶化過程中晶體取向生長規(guī)律，研究“平板”形貌材料的合成方法，揭示不同結(jié)構(gòu)的多孔材料形貌控制合成的基本規(guī)律。項目將研究具有不同孔徑的孔道復(fù)合等多孔材料合成方法學(xué)，包括合成共結(jié)晶分子篩、穩(wěn)定介孔沸石復(fù)合材料，同時研究復(fù)合孔對反應(yīng)擴(kuò)散的影響規(guī)律、多級孔結(jié)構(gòu)酸中心分布特異性以及對不同尺寸分子的擇形效應(yīng)。以IGA、磁天平、129Xe NMR等表征多孔材料的吸附、擴(kuò)散技術(shù)，研究多孔材料晶體形貌和孔道形態(tài)與反應(yīng)擴(kuò)散行為的關(guān)聯(lián)，針對增產(chǎn)烯烴和芳烴等目標(biāo)催化反應(yīng)，對擴(kuò)散與催化反應(yīng)動力學(xué)的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)進(jìn)行歸納和提煉，對多孔催化材料的孔道形態(tài)及形貌進(jìn)行微觀尺度的設(shè)計。采用多孔材料微結(jié)構(gòu)表征技術(shù)，對催化材料的結(jié)構(gòu)，包括形貌和化學(xué)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行原子、分子和納米層次上的研究，對活性中心的微環(huán)境和結(jié)構(gòu)進(jìn)行多方位的表征。項目名稱：新結(jié)構(gòu)高性能多孔催化材料的基礎(chǔ)研究首席科學(xué)家：謝在庫 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院起止年限：依托部門：中國科學(xué)院 中國石油化工集團(tuán)公司 一、研究內(nèi)容本項目以替代資源節(jié)能環(huán)保的大宗化學(xué)品生產(chǎn)催化新技術(shù)為目標(biāo)反應(yīng)，包括烯烴歧化反應(yīng)和多產(chǎn)丙烯的甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)等增產(chǎn)烯烴催化反應(yīng)；重芳烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)和甲苯甲醇烷基化等增產(chǎn)芳烴催化反應(yīng)；綠色烯烴催化氧化技術(shù)；手性化合物不對稱催化合成等，開展新結(jié)構(gòu)高性能多孔催化材料創(chuàng)制研究，加強(qiáng)多孔催化材料反應(yīng)動力學(xué)及擴(kuò)散規(guī)律的理論研究，解決多孔催化材料合成的形貌及孔道控制、反應(yīng)動力學(xué)和擴(kuò)散行為的控制、催化功能化及活性位控制、催化材料合成及催化過程的原位表征方法的關(guān)鍵科學(xué)問題。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面： l 催化材料的結(jié)構(gòu)與催化反應(yīng)動力學(xué)和擴(kuò)散行為的關(guān)聯(lián)規(guī)律利用動態(tài)吸附及反應(yīng)表征技術(shù)，通過對不同催化反應(yīng)過程中吸附擴(kuò)散動力學(xué)和催化反應(yīng)機(jī)理研究的結(jié)合，建立本征反應(yīng)動力學(xué)模型，澄清在催化反應(yīng)過程中，擴(kuò)散、吸附、活化轉(zhuǎn)化等步驟中影響反應(yīng)速度及反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵步驟。通過對增產(chǎn)烯烴、芳烴及其衍生物相關(guān)的指標(biāo)性催化反應(yīng)和本征催化動力學(xué)、擴(kuò)散動力學(xué)的研究，揭示催化材料的孔道形態(tài)、立體形貌以及活性中心結(jié)構(gòu)分布與催化活性、選擇性之間的關(guān)聯(lián)性，為催化材料孔道結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)形貌以及活性位結(jié)構(gòu)分布的設(shè)計提供依據(jù)。l 多孔催化材料合成中多級孔道的構(gòu)建和材料形貌的控制重芳烴轉(zhuǎn)化增產(chǎn)芳烴催化反應(yīng)中，具有多級孔道結(jié)構(gòu)的催化材料顯示出良好的應(yīng)用前景。多孔催化材料的晶體形貌對擴(kuò)散效率具有非常顯著的影響，在工業(yè)催化劑中已有采用特殊晶體形貌多孔材料提高催化性能的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，但多孔催化材料的晶體形貌的合成控制及對催化反應(yīng)影響的規(guī)律研究還較薄弱。同時研究不同形貌多孔材料上擴(kuò)散動力學(xué)和催化反應(yīng)動力學(xué)的規(guī)律。l 多孔催化材料中催化活性位結(jié)構(gòu)和分布的調(diào)控本項目針對甲苯側(cè)鏈烷基化催化反應(yīng)以及烯烴選擇氧化反應(yīng)，通過建立完善各
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