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顶呱刮彩票下载安装:中國催化進展:理論和技術的創新!

顶呱刮吧宝石之王奖组 www.ltipri.com.cn 來源:網絡      時間:2019-04-12    


摘要:中國的催化科學與技術始于上世紀初,經過先輩的努力使其経歷了發展初期和穩定發展階段,在歷史上由于人為因素的嚴重破壞使其處于停止并失去了寶貴的十余年大好發展時機。二十世紀八十年代,中國催化事業進入了快速發展時期。在這一歷史時期:迅速恢復和建立了以中科院、高校和產業部門研究院組成的三個方面軍的研究隊伍??沽艘孕問蕉ρ饕椒ê褪侄蔚難芯?,基礎研究方靣擬煉出:新催化材料、新催化表征方法、新催化反應為主要研究方向。表面科學、納米科學出現大大促進和深化了催化的基礎探索,催化正從技藝走向科學。在應用催化研究方靣:在不同歷史時期結合重大需求,在煤、石油、天然氣優化利用,先進材料,環境,人類健康做出了重大貢獻。當前的中國已成為催化大國并正在走向催化強國。


1、前言


建國以來形成了以張大煜、蔡鎦生、蔡啟瑞、余祖熙、閔恩澤等老一輩科學家為代表的中科院、高校和產業部門的研究院構成催化研究隊伍的三個方面軍,在文革期間遭到嚴重破壞:研究設備殘缺陳舊、研究隊伍斷層、經費短缺。進入上世紀八十年代改革開放以來,為了發展,經過中科院、教委、科委精心策劃先后籌建了以郭燮賢、辛勤、徐奕德、熊國興等為學術帶頭人的催化基礎重點實驗室和林勵吾、李文釗、王弘立、鄭祿彬等中國科學院大連化學物理研究所團隊;以蔡啟瑞、萬惠霖、張鴻斌等為學術帶頭人的固體表靣物理化學重點實驗室和廈門大學團隊;以彭少逸、鐘炳、陳誦英等為學術帶頭人的煤轉化重點實驗室和中科院煤化所團隊;以李樹本、殷元騏、王弘立、陳英武、沈師孔、寇元等為學術帶頭人的羰基合成和選擇氧化重點實驗室和中科院蘭化所團隊;吳越、謝小凡、張曼征等為學術帶頭人的中科院長春應化所團隊;鄧景發、高滋、鄭繩安、李全芝等復旦大學團隊;以龐禮、李宣文、謝有暢、林炳雄等學術帶頭人的北京大學團隊;以陳懿、須沁華、顏琪潔等為學術帶頭人的南京大學團隊;以蔡鎦生、鄭作光、丁瑩茹、甄開吉、吳通好等為學術帶頭人的吉林大學團隊;以金松壽、鄭小明、沈之荃等為學術帶頭人的淅江大學團隊;以朱啟明等為學術帶頭人的清華大學團隊;以張鎏、趙九生、秦永寧、鐘順和為學術帶頭人的天津大學團隊;以李赫晅、項壽鶴、陶克毅等為學為學術帶頭人的南開大學團隊;以王祥生、蔡天鍚、何仁、金子林等為學術帶頭人的大連理工大學團隊;以劉化章等為學術帶頭人的浙江工業大學團隊;以黃鈡濤、曾紹愧等為學術帶頭人的華南理工和中山大學團隊;以汪仁、李承烈等為學術帶頭人的華東理工大學團隊;以魏可鎂、付賢智等為學術帶頭人的福州大學團隊;以閔恩澤、李大東、何嗚元、汪燮卿、舒興田等為學術帶頭人的石油化工科學研究院團隊;以張式、關興亞、陳慶齡等為學術帶頭人的上海石油化工研究院團隊;以胡永康、韓崇仁等為學術帶頭人的中石化撫順石油化工研究院團隊;以毛炳權、劉新香、楊元一等為學術代頭人的北京化工研究院團隊,從而形成以上述團隊為代表的一批高素質的中國催化研究隊伍。


中國石化總公司、基金委的建立進一步促進了中國催化科學技術的發展。研究生制度的恢復促進了催化人才隊伍的培養,造就了一批催化界的精英。在這樣一批學術帶頭人的精心策劃和努力下開展國際合作、大批人被選送出國學習、工作、吸收先進的科學技術(他們之中相當多的人成長為遍布各發迖的精英)。為使中國催化界走向國際催化學術舞臺,積極參加和主辦國際學術會議,先后主辦了?“中日美催化會議-后來發展成泛太平洋國際催化會議”、“國際溢流學術會議”、“催化和膜科學大會”等。推動、簽訂了諸多同日本、歐洲、美國、俄羅斯的雙邊,多邊等的國際科技合作項目。鑒于石油資源的日趨匱乏李文釗等組織了“天然氣轉化利用”八五計劃項目。為了爭取研究経費、凝練學術命題和聚集人才,郭燮賢、蔡啟瑞、彭少逸、閔恩澤、陳懿等人策劃了?“煤、石油、天然氣優化利用的科學基礎”八五攀登項目得到中石化和基金委的資助。它是當時對催化領域大支持項目,其命題也是中國在相當一段歷史時期的永恒主題,后來的“九五”重大、重大基金、“973”、“863”等項目給催化科學技術的發展以極大的支持。在這期間創刊(復刊)了“催化學報”、“分子催化”、“燃料化學學報”、“天燃氣化學”“石油學報、”“石油煉制”“工業催化”、“石油化工”等主流催化雜誌;恢復成立了催化委員會及常設秘書處;設立了中國催化終身成就獎和青年獎,2010年又增設了面向35歲以下青年科學家的“中國催化青年獎”。確立了每兩年舉辦一次的全國催化會議現已開了14屆參會人數從百余人發展至今1500余人,促進了學術、技術交流。目前,同在國際上主要催化大國、強國建立了實質性的合作關系;在幾乎催化國際主流雜志都有中國催化學者任編委和國際顧問;亞太催化委員會的秘書處常設在中國;蔡啟瑞、郭燮賢、陳懿、何鳴元和李燦代表中國催化學會先后任國際催化理事會理事;2004年李燦當選國際催化理事會副主席、2008年升任主席,這是中國催化學者第一次當選國際催化理事會主席,表明中國催化受到國際催化界的重視。上述種種舉措和老一代催化界精英們追求卓越的奮發努力和獻身精神為造就現今中國催化界的輝煌奠定了基礎。


2、催化基礎研究


2.1 催化理論的探討


80年代科學春天的到來,我國催化領域的學者得益于改革開放政策的支持,通過國內外學術交流,接觸國際催化理論的新思想,把注意力集中在催化新材料、新反應、新表征方法的開拓研究。自從張大煜先生提出“表面鍵”概念和在多年工業催化劑研發的基礎上提出了“催化劑庫”的概念,闡述了工業催化劑研發中催化劑移植的作用后,陳榮、郭燮賢發表了“化學吸附復蓋度和動力學關系”認為空的活性中心對反應物分子的活化也起重要作用。繼之,郭燮賢和日本的田丸謙二合作研究了吸附促進脫附機理,即“AAD機理”,進一步研究了吸附分子與活性中心之間的相互作用。蔡啟瑞等和萬惠霖等分別對合成氣制乙醇催化反應的中間物種、機理和低碳烷烴氧化反應的活性氧物種開展了系統性的研究。彭少逸等則提出超細粒子催化劑對CO加氫的產品分布的解釋及隋性氣體脫氧劑的研制發揮了重要作用。閔恩澤指導開展新催化材料、催化新反應和新反應工程的導向性基礎研究,包括:非晶態合金、納米分子篩等,為煉油、石油化工催化劑制造技術奠定了基??;指導化纖單體己內酰胺成套綠色制造技術的開發;由于他對我國石油煉制、石油化工等的巨大貢獻,榮獲“中國催化成就獎”和2007年度“高科學技術獎”,成為中國催化界的泰斗。林勵吾等對多金屬重整、加氫異構裂化、長鏈烷烴脫氫等工業過程催化劑的活性相及其調變規律的系統研究結果在工業上取得了成功的應用,繼閔恩澤之后也獲得“中國催化成就獎”。吳越等對氧化物及復合氧化物催化劑的活性相結構和相互作用模型進行了深入系統的研究。周望岳、尹元根、李樹本等針對當時需求開展了丁烯氧化脫氫制丁二烯新反應的研究;李樹本等研究的甲烷氧化偶聯制烯烴用W-Mn-SiO2系催化劑處于當時先進水平受到同行的重視。


蔡啟瑞、張鴻斌等開展了在固氮酶作用下和鐵催化劑作用下固氮成氨以及碳納米管合成的研究。袁權、吳華、朱葆琳等開展了催化劑顆粒的工程設計基礎——活性非均勻分布催化劑顆粒的性能研究。唐有祺、謝有暢等在國際上首先發現表面單層分散現象并進行了系統深入的研究。陳懿等提出氧化物催化劑的嵌入模型,對氧化物催化劑制備規律進行了系統研究。梁娟、李赫喧、須沁華、高滋、林炳雄、龐文琴等分別對分子篩多孔材料的結構、表面酸性及催化性能和制備規律進行了深入系統研究。鄧景發等對非晶態和銀催化劑表面氧物種進行了深入研究。劉漢范進行了高分子穩定金屬納米簇的合成及催化研究。沈之荃等進行了稀土催化劑在高分子合成中的應用研究;歐陽均、沈之荃、王佛松等進行了稀土催化劑定向聚合研究,提出用稀土化合物做雙烯烴定向聚合催化劑的組分,發展了Z-N催化合成順丁橡膠三元鎳系催化劑,成為中國萬噸級順丁橡膠聚合工藝的基礎。將稀土絡合催化聚合研究推進到炔烴、環氧烷烴、環硫烷烴、交脂內脂和極性單體等聚合以及固定二氧化碳制備聚碳酸酯等新領域。


辛勤、孫公權等在直接醇類燃料電池電極催化劑研究中率先將多壁碳納米管用于電催化劑載體,發展了制備高含量多金屬催化劑的EG方法,採用超高分辨分析電鏡顯微學技術系統深入研究了納米粒子大小、微區組成、形貌對電催化劑性能的影響規律。這是催化技術與燃料電池電極交叉研究的創新成果,相關論文引起國內外同行的大量引用和認同。徐柏慶等發現單壁碳納米管用作Pt電催化劑載體,提高了Pt電催化劑的活性和穩定性,并通過與多壁碳納米管和常規碳黑進行對比,為發展低貴金屬納米結構催化劑的提供了新思路。包信和、傅強等利用納米合成技術(如碳納米管的剪裁、碳納米管內組裝金屬催化劑、Pt/FeO催化劑制備和調控技術、超高分辨分析電鏡等新技術研究了納米粒子的大小、形貌、微區組成、微環境對催化劑催化性能的影響規律,並同宻度泛函等計算化學方法相結合,提出“限域效應”的概念較好的解釋實驗結果。申文杰等合成晶面擇優取向的Co3O4、發展了氧化物催化劑的形貌控制技術;張濤團隊制備出了氧化鐵擔載的單原子鉑催化劑,以CO氧化反應為探針,發現單原子鉑催化劑在相同條件下CO氧化活性高于納米鉑催化劑,并與劉景月、李雋等合作,利用超高分辨電鏡和DFT計算對負載型單原子催化劑的結構進行了研究,從而提出了單原子催化的新概念。


2.2 催化劑表征新方法的建立和應用


催化理論的深化是同現代表征技術、計算化學、材料科學尤其是九十年代發展起來的納米科學宻切相關。所以,中國催化界同仁始終十分重視新表征技術的發展:辛勤等利用雙分子探針的原位紅外光譜方法研究硫化態Co-Mo/Al2O3催化劑活性中心相互作用,實驗發現了Co-Mo活性相之間的氫溢流作用,可有效地研究活性相間的相互作用和反應機理;他們發展了系列原位分子光譜方法先后被國內外百余實驗室采用,編撰出版了多本專著,促進了催化原位表征技術在國內外的普及推廣。李燦等人研發紫外拉曼光譜技術並將其應用于催化材料研究,發現紫外拉曼光譜是探測金屬氧化物表面層物相的一種靈敏技術,建立了鑒定雜原子分子篩活性中心的紫外共振拉曼光譜表征新方法,在國際上早將紫外拉曼光譜應用于催化研究,取得了重要進展:利用紫外共振拉曼光譜獲得鈦硅分子篩中骨架鈦物種存在的直接證據,建立了國際公認的鑒定微孔和中孔分子篩骨架中過渡金屬雜原子的拉曼光譜研究方法。在國際上對分子篩的合成過程實現了原位紫外共振拉曼光譜研究,發現了催化材料合成的重要轉化過程和活性中心中間物種,提出了催化材料合成的機理。發現許多氧化物的表面與體相結構不同。尤其在重要的光催化劑氧化鈦體系中,基于紫外拉曼光譜的研究,提出?“表面異相結增強光催化活性”的新概念。并將紫外拉曼光譜儀推向產業化,使我國拉曼光譜的催化表征研究處于國際領先水平。


韓秀文、包信和、賀鶴勇等發展的原位固態NMR技術方法應用于催化劑和催化反應研究(多孔材料的酸性表征、中間物種識別)取得了新進展。丁瑩茹、林勵吾、章素、沈儉一等發展了原位的穆斯堡爾譜并用于催化劑的原位表征。光發射電子顯微鏡(Photoemission Electron Microscopy, PEEM)?是以紫外光或X射線光來激發固體表面原子中的電子,采用電磁透鏡系統記錄光電子發射并進行成像研究,是一種對表面結構、電子態、化學反應等表面物理化學性質進行原位、動態研究的新技術,在化學、物理、材料等研究領域有著重要的應用。現有的PEEM的空間分辨能力一般在20-50 nm之間。眾所周知,許多表面的物理和化學過程都是發生在非常小的空間尺度上,例如10 nm以下。現有的PEEM空間分辨能力大大限制了PEEM的應用。中國科學院大連化學物理研究所包信和研究員和傅強研究員等人將我國科學家自主研制的深紫外激光光源(DUV)應用于PEEM的技術中,利用深紫外激光的高能量、高強度等特點獲得了3.9 nm的空間分辨率,這是目前國際上報道的至高水平,同時實現了0.102 eV的能量分辨率。利用該系統已成功地應用于催化、材料、能源等領域的原位和動態觀察,實現在變溫和氣氛條件下的表面過程研究,在某些領域中顯示了不可替代的作用。與常規拉曼光譜相比,紫外拉曼光譜具有靈敏度高和避開熒光干擾等優勢,同時由于很多化合物的電子吸收帶在紫外區,還可以進行共振拉曼光譜的研究,已被應用于催化、材料以及生命科學等領域,紫外拉曼光譜的研究越來越受到人們的關注。但這些工作中所用的激光光源大都是200 nm以上的紫外激光。發展激光波長更短的拉曼光譜一直是科學家們追求的目標。Sanford Asher等人發展了波長低至193 nm的深紫外拉曼光譜,對蛋白質的二級結構進行了深入的研究。中國科學院大連化學物理研究所在國際上早將紫外拉曼光譜應用于催化及材料科學研究,利用紫外共振拉曼光譜技術解決了一系列重要分子篩材料研究的科學難題。在重大科研裝備研制項目的支持下,中科院物理化學技術研究所和中科院大連化學物理研究所利用KBBF晶體對1064 nm激光進行6倍頻輸出獲得177.3 nm的激光,成功地研制出國際上第一臺深紫外拉曼光譜儀。利用我國自主研制的177.3 nm深紫外激光光源,采用外光路橢圓反射深紫外區收集鏡和深紫外區170-400 nm光譜響應的三聯光柵成像單色儀的國際上首臺177.3 nm深紫外區拉曼光譜儀。研制出了193-240 nm波長連續可調的共振拉曼光譜儀,并將其應用于催化材料、半導體材料等領域,初步的結果已顯示出深紫外拉曼光譜獨特的優勢,有望在寬禁帶半導體以及分子篩含鋁、鎵原子等活性位研究中發揮巨大作用。李燦、馮兆池等研發的深紫外拉曼光譜儀為催化劑表征提供了新手段。李微雪等通過密度泛函理論(DFT)計算和實驗合做,研究了“納米氧化物-金屬”的界面催化機理,發現Pt與FeO納米島界面之間存在強相互作用。利用這種強相互用可以穩定配位不飽和的、高活性鐵物種,具有很好的低溫催化氧化一氧化碳的活性。文章發表后,美國C&E News、英國Chemistry World,以及中國科學基金以“讓催化劑設計的夢想照進現實”為題給予了專題報道。該工作對于如何優化催化劑的設計,推進催化基礎理論研究的進展,具有重要啟發價值;合成氣轉換的選擇性是多相催化反應里挑戰性的課題之一,其中關鍵的科學問題有一氧化碳活化、碳鏈增長、含氧化物生成、以及催化劑積碳失活等。李微雪等人利用DFT,以Rh、Co催化劑為對象,對該反應中的重要中間體甲?;箍芯?。研究發現,甲?;魑恢種匾鬧屑涮?,不單是生成含氧化物的重要中間體,而且也是碳鏈增長的重要中間體。該結果修正并補充了人們長期以來公認的合成氣轉化中含氧化物經由一氧化碳插入、碳鏈增長經由烷基偶聯的機理。


劉智攀等采用新發展的過渡態搜索方法,以乙醇燃料電池催化機理為背景,研究了計算復雜反應選擇性的理論方法,考察了3種不同Pt表面上乙醇的化學反應,包括的乙醇的C-C?、C-O?鍵斷裂,O-H?或C-H?鍵在催化劑表面的斷鍵次序,以及不同中間產物的穩定性。理論結果發現了乙醇在Pt表面協同斷C- H、O - H鍵的動力學優先,解釋了乙醇氧化選擇性的關鍵問題。提出并解釋了乙醇氧化的表面敏感效應,證明了Pt(100)?面獨有的全氧化乙醇的能力,?已有部分結果被實驗和其他理論計算證實。該發現改變了傳統表面科學中得出的一些基本認識問。


目前,國內催化界主流實驗室已能在較高層次上掌握了原位X-光衍射、能譜、分子光譜、磁共振、和超高分辮分析電鏡等催化劑表征技術;計算化學在催化研究中也得到應用,水平有了實質性的提高。


2.3 開發的新催化反應


在國內外熱衷于發展甲烷氧化偶聯制烯烴的熱潮中,王林勝、徐奕德等首先發現甲烷在無氧條件下可在分子篩擔載的催化劑上芳構化取得芳烴和氫氣,引起國內外催化界的重視,進一步與包信和、林勵吾等合作對其進行了系統深入研究,初步確認與分子篩骨架發生交換作用的雙核鉬物種為該反應的活性中心並提出反應機理。寇元等提出了多相催化劑液相負載的新設計思想:?“將納米粒子催化劑“固定”在離子液體中而不是負載在固體表面上以創造出三維的多相催化劑”, 費托合成是煤制液體燃料的關鍵技術,但催化劑效率低,采用此方法制備的金屬納米粒子催化劑,在水相反應條件下,反應溫度降低100度反應效率卻提高了十多倍。該成果已技術轉讓給企業。徐杰等在開展烴類選擇氧化催化劑活性相結構、催化劑表靣有機修飾效應、設計有機含氮非金屬系列催化體系的研究基礎上,成功進行了山梨醇制乙二醇、環已烷氧化制環已酮、對二甲苯氧化(PX)制對苯二甲酸(PTA)等過程的工業應用研究。其中利用醌類化合物為電子轉移助劑與N-羥基鄰苯二甲酰亞胺(NHPI)組成非金屬有機催化體系,這是第一個不使用計量還原劑和自由基引發劑的用于溫和條件下烴類氧化反應的有機催化體系。繼而利用鄰菲羅啉、吖啶黃、甲基紫、甲基藍等的含氮正離子,在NHPI(或少量NaBr、Br2)的存在下,實現烴類氧化過程中的氧化-還原循環。所開發的非金屬催化體系在環己烷氧化制環己酮關鍵技術開發上取得進展,成功完成7萬噸/年規模的工業化應用試驗。奚祖威團隊于2001年發現了用雙氧水丙烯環氧化?“反應控制相轉移催化過程”,發明了一類兼有均相催化與多相催化優點的雜多酸催化劑,為解決均相催化劑難以分離的關鍵問題提供了一條新途徑。相關技術正在工業開發中。李賢均等在水溶性有機金屬絡合物催化研究中,提出了烯烴氫甲?;牧較啻呋逑抵小敖槲忍菏?離子對作用機理”、“兩相界面分子自組裝和烯烴氫甲?;母咔蜓≡裥怨叵怠鋇睦礪勱饈?並將乙烯氫甲?;┖駝嫉裙坦ひ禱?。楊維慎、熊國興、林勵吾在國際上較早的開展了無機膜催化分離一體化的規律性研究,設計合成了具有國際領先水平的Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-d透氧膜材料;實現膜反應器中烴類部分氧化制合成氣或氫、甲烷氧化偶聯制乙烯以及乙烷氧化脫氫制乙烯等。楊維慎等在國際上率先應用微波合成技術成功地合成無缺陷分子篩膜,用于乙醇、高碳醇的脫水并實現產業化;探索新型基于納米分子篩粒子的混合基質滲透汽化膜,有望在第二代生物燃料(丁醇)富集中取得重要應用。殷元騏、呂士杰、李達剛、夏春谷等對多核金屬簇合物的合成、結構表征及催化性能進行了深入的研究,在不對稱羰基化、烯烴羰化等反應實現了工業應用。夏春谷、陳靜實現了國際上首例離子液體催化甲醛合成三聚甲醛的工業試驗以及國內離子液體催化環氧化合物和二氧化碳環加成合成環狀碳酸酯的工業應用。進入2000年,為發展未來可再生能源。李燦等啟動太陽能光催化制氫和轉化二氧化碳的研究,在基礎研究方面取得進展,并牽頭組織中國科學院太陽能行動計劃。張濤團隊2008年發現了在鎳促進的碳化鎢催化劑上纖維素可以被高選擇性轉化為乙二醇的新反應,轉化率高,乙二醇收率達61%以上,相關技術正在工業開發中。


2.4 催化新材料應用和開發


閔恩澤、宗保寧等研發的“非晶態合金催化劑和磁穩定床反應工藝的創新與集成”包括非晶態合金催化劑和磁穩定床反應工藝。將晶態催化劑的結構非晶化,使應用的雷尼鎳催化劑加氫性能產生質的飛躍。通過加入原子半徑大的稀土提高晶化勢能壘,接著,用堿抽提除鋁制成多孔催化劑,突破了非晶態合金作為實用催化材料熱穩定性差、比表面積小的限制。開發關鍵生產設備、優化生產工藝,建成百噸級非晶態鎳生產裝置。實現了鏈式操作狀態的控制和均勻磁場的放大,提出了不同反應所適用的工藝流程。非晶態鎳已用于己內酰胺加氫精制過程替代進口雷尼鎳;用于改造國外己內酰胺氧化精制技術為加氫精制;部分替代Pd/C催化劑用于苯甲酸加氫過程;還用于多家藥物中間體和葡萄糖加氫的生產企業。丁奎嶺等在基于組合方法與組裝策略的新型手性催化劑研究方面,系統地將不對稱活化和毒化、手性傳遞和放大等概念與組合化學方法結合,進行手性催化劑庫的設計與評價,發展了多個系列新型、高選擇性手性催化劑,發現并闡明了催化體系中的不對稱放大效應、添加物的活化作用及其機制等;基于分子組裝原理,提出了手性催化劑“自負載”概念,實現了包括羰基-烯、氧化和氫化等在內的多個非均相催化反應的高選擇性、高活性,為手性催化劑的負載化開辟了新思路,為多種手性藥物關鍵中間體的合成提供了有效的方法。李燦、楊啟華等在國內較早開展多相手性催化方面取得重要研究進展:分別在納米粒子表面,乳液催化體系和納米反應器中的手性催化方面取得新進展,特別是利用納米孔道的空間限閾效應及孔道微環境的修飾使納米孔道內的手性催化劑表現出比均相催化劑更高的對映選擇性和活性,實現了納米反應器中的手性催化,在國際催化學術界產生重要影響。謝有暢等根據發現的自發單層分散原理,應用在催化劑、吸附劑和納米材料研究中:將CuCl單層分散在分子篩表面,制得一氧化碳吸附劑,使我國變壓吸附分離一氧化碳技術躍居領先水平;進一步開發出空分制氧吸附劑,此吸附劑用于大型變壓吸附空分制氧使我國變壓吸附空分制氧技術達國際先進水平。舒興田、何鳴元等開發成功ZRP-1分子篩,系采用REY分子篩作晶種,異晶導向直接合成晶體內含稀土元素和磷元素的,具有Pentasil結構的ZRP-1分子篩。稀土元素在分子篩晶格內起到穩定骨架結構的作用,使分子篩在水熱條件下保持晶格結構的完整性,從而抑制或減緩分子篩的脫鋁失活過程。稀土元素的引入使ZRP-1分子篩的孔徑比HZSM-5分子篩更窄,并具有孔徑約為4nm的二次中孔體系??拙督洗蟮畝慰孜鴉嫌橢械拇蠓腫猶嗵峁┮歡ǖ牧呀飪占?,從而提高了重質油轉化能力。楊寶山、周業慎、張濤等歷時四十年研制成功的航天系列肼分解催化劑,解決了航天飛行器姿態和軌道控制的難題,是航天技術的一大飛躍。張濤等采用復合氧化物取代金屬催化劑,獲得了高濃度過氧化氫分解的催化劑。拓展了航天航空催化技術應用的新領域,利用過氧化氫催化分解作為化學激光引射氣源,發明了耐高溫氧化的過氧化氫復合氧化物催化劑和環式薄層催化分解反應器,解決了大規模工程應用中反應物床層均勻分布和熱管理的問題,實現了無毒催化分解技術的工程應用,為我國化學激光發展做出重要貢獻。李赫晅、項壽鶴等發明了不用有機胺模板劑合成NKF分子篩(ZSM-5)的新合成方法大大降低了原料成本,并解決了使用有機胺所帶來的環境污染問題用該法生產的分子篩開發了多種工業催化劑已在生產中使用。徐龍伢、王清遐等發明了“復合模板劑組裝”,“晶化速率控制”等多孔材料合成新方法,成功合成MCM-22、MCM-49、ZSM-35、以及MCM-22/ZSM-35、ZSM-5/ZSM-11等系列超細及共結晶分子篩材料,解決了分子篩可控合成、功能化及工業化等技術關鍵,開發成功①催化干氣制乙苯;②醛氨縮合生產吡啶;③液化氣芳構化生產BTX芳烴/高辛烷值汽油等多個過程新型催化劑及成套技術,并獲大規模推廣應用,為石油與化學工業的可持續發展提供重要科技支撐。肖豐收等利用沸石分子篩的結構單元與表面活性劑的自組裝,系統地合成了具有無序微孔與有序介孔復合的催化材料,對大分子的催化轉化顯示出了優異的催化性能。進一步,他們又成功地在無模板條件下合成出了Beta沸石,這可以大幅度地降低Beta沸石催化材料的成本,同時也大大降低了Beta沸石合成過程中的污染物的排放。王祥生、郭洪臣、郭新聞、李??鋼、王桂茹等研究了高硅擇形沸石的研制及其在烴轉化中的應用發現用氨水體系合成的ZSM-5沸石具有合適的酸強度和孔道彎曲度,適于作為選擇烷基化催化劑的基質;混合稀土能調節擇形性,降低燒炭溫度;超細粒子ZSM-5沸石的晶間孔是積炭優先生成的部位。從分子水平上闡述了四丙基銨離子在導向合成鈦硅沸石中的關鍵作用。首創了以混合稀土為主的組合改性方法,用于氨水法合成ZSM-5的改性并制成合成高純度(98%)對二乙苯催化劑,創建了乙苯-乙烯合成對二乙苯工業技術。趙東元、唐頤等在研究有序排列的納米多孔材料的組裝合成和功能化中基于納米和分子組裝化學、模板導向化學、表面活性劑化學,研究和建立了微孔、介孔和多級有序分子篩材料的構筑方法,在材料形貌、孔結構和孔內活性位等幾個層次上,提出了“酸堿對”和電荷匹配理論,發明了適合微介孔材料的造孔工程方法,提出了低維納米材料有序排列和組裝概念,發展了層疊層、電泳沉積、微納米澆注和再生長等多種納米沸石組裝技術。合成了數十種新型介孔、微孔、金屬有機配合物的納米孔材料,大孔-微孔沸石材料和沸石仿生材料,可控介觀結構的納米管等陣列。謝在庫、楊為民等在多級復合孔催化材料、超水熱穩定分子篩、小晶粒擇形催化材料、沸石形貌控制進行了系統的研究,並應用扵甲苯擇形歧化、C4烯烴裂解、苯與丙烯烷基化制異丙苯等實現了工業化。汪仁、盧冠忠等研究了稀土復合氧化物的儲放氧性能及作用原理,發現了鈰離子可促使過渡金屬離子以高價態穩定地存在,又能在較低的溫度下被還原;并開發了應用于工業源VOCs凈化和機動車尾氣凈化的整體式稀土復合氧化物催化劑;盧冠忠等還合成了系列稀土摻雜的SAPO-5, MCM-41,MCM-48,SBA-15等分子篩,發現稀土的摻雜對介孔材料的氧化還原性能和表面酸堿性起到了很好的調節作用,在烯烴選擇性氧化、烷烴氧化、含氯VOCs的催化凈化等方面表現出較好的性能,開發了以稀土為主催化劑的反應。段雪等在層狀及超分子插層結構催化材料研究中,充分利用層狀及層柱結構的可設計性和調控性,創制了具有新型結構的層狀固體酸酯化催化劑、層狀介孔固體堿催化劑、酶層柱催化材料、插層結構手性催化劑及高分散負載型金屬催化劑,層狀結構固體酸酯化催化劑已應用于工業生產。在層狀及超分子插層結構催化材料研究中,充分利用層狀及層柱結構的可設計性和調控性,創制了具有新型結構的層狀固體酸酯化催化劑、層狀介孔固體堿催化劑、酶層柱催化材料;層狀結構固體酸酯化催化劑已應用于工業生產。鄧友全等率先成功地開展了合成室溫離子液體及其應用和金催化劑的研究。田志堅等利用離子熱合成在離子液體中成功合成了系列分子篩和分子篩膜。




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