PDF《中国科学院大连化学物理研究所》

1 一种磷灰石负载铂催化剂及其 制备和应用 申请 201510054422.1 2015.01.30

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4、获奖情况: 序号奖励名称 奖励等级 授奖单位 奖励年度 排序

1 延长石油优秀博士生奖学金 三等 大连化物所

2017 2 中国科学院大学 三好学生 中国科学院大 学2016

3 中国科学院研究生院 三好学 生 中国科学院研 究生院

2012 4 大连化物所优秀共青团员 大连化物所

2016 3 博士后工作的研究计划博士后研究题目:合成气直接转化制备芳烃的研究 (简述研究计划的可行性、先进性和创新性,理论和现实意义) 芳烃,特别是苯、甲苯、二甲苯(BTX)是重要的大宗化学品.目前,芳烃 的生产主要依赖于石油,全球 70%以上的 BTX 生产来源于石脑油重整.考虑到我 国的能源结构,从非石油资源,如煤、页岩气、生物质等,制备芳烃具有重要的 战略意义.合成气是一种重要的平台,通过它可以将煤、生物质、天然气等非石 油资源转化为一系列重要的化学品和燃料,如通过传统的费托合成技术可以将煤 转化为油.但是,传统费托路径不能将合成气直接转化为芳烃,而是需要先将合 成气转化为甲醇,再由甲醇制备芳烃(MTA) .但是,该两步法具有过程复杂、投 资大、能量效率低等缺点.因此,合成气一步法直接高选择性地制备芳烃具有重 要的理论意义和实用价值.

2016 年,大连化物所的包信和研究员与潘秀莲研究员创造性地采用新型的金 属氧化物与分子筛的纳米复合催化剂(OX-ZEO) ,巧妙地将 CO 活化与 C-C 健偶 联两种催化活性中心进行有效分离,从而高选择性由合成气直接制备低碳烯烃

1 .

2017 年,厦门大学的王野教授研究团队利用类似 OX-ZEO 的概念,将ZnZrOx 与ZSM-5 结合用于合成气直接制备芳烃中,结果显示烃类中芳烃选择性达到 80%

2 ;

同时,本人所在的课题组也报道了一种 ZnCrOx 与ZSM-5 的复合催化剂,该催化 剂可以高选择性地将合成气转化为芳烃,其中芳烃选择性达到 74%,同时该催化 剂显示出较好的稳定性

3 .由此可见,将金属氧化物与分子筛复合,可以实现一步 高选择性地将合成气转化为芳烃.但是,该体系依然存在着一些问题,例如催化 剂活性较低、芳烃中苯甲苯二甲苯(简称为 BTX)选择性较低等;

同时在基础研 究方面,氧化锌的作用、反应的中间物种等仍然存在较大的争议. 基于此,本人博士后期间的研究工作将在本课题组已经取得的具有原创性的 成果基础上,集中研究氧化物(主要为氧化锌基的部分可还原的金属氧化物)与 分子筛的复合,催化合成气直接转化高选择性制芳烃.首先通过改变氧化物的组 成结构、新的催化剂制备方法,以创造更多的 CO 活化所需要的活性位,提供其 催化性能;

结合表征并与理论计算合作,研究锌物种的存在形式、化学环境、缺 陷结构,及其对 CO 和氢气的活化模式的影响规律,最终对反应性能的影响机理;

通过调变氧化物和分子筛的耦合方式(包括组成、结构和距离上的耦合方式) ,研 究影响一氧化碳转化活性以及芳烃特别是 BTX 选择性的关键因素,并理解其中的 作用机理,以期高选择性地一步制备 BTX. 该高效催化剂的成功研制,将能够高活性、高选择性地将合成气直接转化为 富含 BTX 的芳烃,为实现从非石油路线制备 BTX 提供一条新的技术路线,也进 一步拓展了申请人所在实验室提出的 OX-ZEO 的双功能催化合成气转化的概念, 具有重要的科学意义和应用价值;