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附件4: "重油催化转化过程导向的功能分子筛 材料创制"重大项目指南 本项目针对国际上多孔分子筛发展趋势,立足与重油高效利用相关的功能多孔分子筛催化材料,集中我国在多孔分子筛研究领域的优势力量,引领我国多孔分子筛研究走向国际前沿,为功能分子筛材料在清洁能源等领域的长远发展奠定坚实基础.

本项目围绕与清洁能源-重油催化转化等技术密切相关的功能分子筛材料,开展其结构构筑、形成规律、功能调控及其在重油高效转化和相关大分子催化过程中的应用等方面的研究工作.

一、科学目标 以新型功能分子筛材料的研发为核心,以合成原创性分子筛为目标,以分子筛材料的制备科学和应用基础研究为突破口,开发其在重油有效利用和大分子选择转化等方面的实际应用.

(一)提出一系列理性设计制备功能多孔分子筛材料的新理论、新方法和新路线,以强化我国在国际上分子筛研究领域内的优势地位.

(二)获得20种以上自主创新的功能分子筛材料,包括具有多级有序孔道、晶体孔壁、强酸性、高稳定性等的介孔催化材料.获得在重油催化转化、加氢裂化和大分子转化的技术.

二、研究内容

(一)功能分子筛材料的结构构筑 1.研究骨架-模板剂相互作用规律,获得多组分、多功能、多维孔径及稳定骨架的纳米介孔分子筛. 2.通过软模板的自组装,直接制备有序大孔(>

50 nm)分子筛,最终实现在全尺度(微孔、介孔、大孔)上对多孔分子筛孔径、结构和组成的调控和设计合成,为其进一步应用打下基础.

(二)功能分子筛材料形成规律与机制 1.介观尺度上晶体结构的生长理论和规律:研究纳米尺度上的成核机制、确定结构单元;

控制孔壁组成的结构,构建组装模块和方式,以实现界面生长设计,合成出孔隙率高的功能性介孔复合材料. 2.纳米晶分子筛组装规律:探索多级有序孔的功能分子筛的制备规律,合成具有复合功能节点式分子筛材料.

(三)分子筛材料的功能调控 1.含有机功能团功能分子筛的设计与制备. 2.纳米介孔分子筛的形貌控制. 3.晶体孔壁和强酸性的介孔分子筛材料合成.探索硬模板限域下的孔壁晶化过程控制和活性位锚定的可能性.实现孔壁的功能性、稳定性和强酸性.

(四)功能分子筛材料在重油裂化及相关大分子转化中的应用 1.重油加氢裂化中的应用:研究不同强度酸性分布一体化分子筛催化剂在重油催化转化过程的应用,实现油品中大分子在纳米孔道中的定向高效转化.以石蜡基(VGO)原料油或大分子加氢裂化为探针,研究介孔分子筛材料的催化性能、选择性规律. 2.探索多级介孔分子筛材料放大制备工艺,研究200mL石蜡基(VGO)原料油催化裂化中试过程,考察其寿命、活性稳定性规律,研究放大过程中催化剂组成、结构的变化规律. 3.利用功能介孔分子筛材料中纳米孔道内的限域结构,研究典型大分子在介孔分子筛材料中的选择氧化等反应活性、稳定性与催化活性位的关系.以实现转化反应的高效率、高选择性.

三、资助年限 4年

四、拟资助经费 1000万元

五、申请与受理 申请书的资助类别选择"重大项目",亚类说明选择"项目申请书"或"课题申请书",附注说明选择"重油催化转化过程导向的功能分子筛材料创制". 本项目由化学科学部和工程与材料科学部联合提出,由化学科学部受理申请.