工業(yè)催化ppt課件 作業(yè)

多級(jí)孔道沸石分子篩研究背景針對(duì)傳統(tǒng)載體存在的不足，以M41S系列和SBA-15為代表的具有大比表面積、較大孔徑且分布規(guī)整的介孔材料應(yīng)運(yùn)而生，但是較低的水熱穩(wěn)定性和較弱的酸性限制了其在催化方面的應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)、組裝和合成具備傳統(tǒng)載體與介孔材料二者優(yōu)點(diǎn)的新型多孔催化材料一直是催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。多級(jí)孔道沸石分子篩研究方法一：模板法為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，目前總體上有兩條研究路線[2-4]：一條是“底部向上”（“Bottom-up”）的研究路線，即模板法（包括硬模版和軟模版），從傳統(tǒng)載體的初級(jí)結(jié)構(gòu)單元出發(fā)，借助介觀模版形成介孔。該路線存在成本較高、制備步驟復(fù)雜以及介孔的可控性較差等不足，難以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，且所構(gòu)建的介孔結(jié)構(gòu)還可能因其位于沸石晶體內(nèi)，不能充分發(fā)揮作用[5]，使得該研究路線的實(shí)際應(yīng)用受到一定的限制。多級(jí)孔道沸石分子篩研究方法二：后處理法第二條是“頂部向下”（“Top-down”）的研究路線，即后處理法，對(duì)傳統(tǒng)載體通過(guò)選擇性剝離某種組分形成介孔，堿處理脫硅構(gòu)建多級(jí)孔道沸石分子篩是該研究路線的典型代表[3]。后處理法具有成本低、操作簡(jiǎn)單且可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，且所形成的介孔孔道是開(kāi)口結(jié)構(gòu)[5]，不存在所形成的介孔結(jié)構(gòu)不能發(fā)揮作用的缺陷，非常適合用于對(duì)傳統(tǒng)載體微結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)與構(gòu)筑。然而，后處理法的核心是如何在限定區(qū)域?qū)μ囟ńM分進(jìn)行剝離，關(guān)鍵在于限定區(qū)域的選定。以堿處理脫硅構(gòu)建多級(jí)孔道沸石分子篩為例，在沸石分子篩堿處理脫硅處理時(shí)，骨架鋁起到限定區(qū)域和脫硅導(dǎo)向的作用[6,7]，但僅限于Si/Al比為25～50范圍內(nèi)的沸石分子篩，更高硅鋁比的分子篩需另引入導(dǎo)向劑以提供合適脫硅的限定區(qū)域[8]。

多級(jí)孔道沸石分子篩主要參考文獻(xiàn)[2]MartinSpangsbergHolm,Esben

Taarning,Kresten

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2005,11,4983-4994.[7]GroenJ.C.,JansenJ.C.,MoulijnJ.A.,Pe′rez-Ram?′rezJ.,

OptimalAluminum-AssistedMesoporosityDevelopmentinMFIZeolitesbyDesilication,J.Phys.Chem.B,2004,108(35),13062-13065.[8]

DannyVerboekendandJavierPe′rez-Ram?′rez.DesilicationMechanismRevisited:HighlyMesoporousAll-SilicaZeolitesEnabledThroughPore-DirectingAgents,Chem.Eur.J.,2011,17,1137-1147.二維結(jié)構(gòu)催化材料研究背景以分子篩納米片為代表的二維結(jié)構(gòu)催化材料因大幅縮短反應(yīng)物-產(chǎn)物的傳質(zhì)擴(kuò)散路徑，在眾多尤其是涉及大分子催化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。因此，新型二維結(jié)構(gòu)催化材料的制備和應(yīng)用研究受到人們的廣泛關(guān)注。二維結(jié)構(gòu)催化材料研究方法一：模板法二維催化材料總體上有兩條構(gòu)建方式：一條是“底部向上”（“Bottom-up”）的合成路線，從ZSM-5分子篩的初級(jí)結(jié)構(gòu)單元出發(fā)，借助特定雙功能表面活性劑導(dǎo)向作用直接合成的ZSM-5納米片是最為典型的代表（Nature,2009,461:246-249.）。該路線存在成本較高、制備步驟復(fù)雜尤其是特定雙功能表面活性劑需實(shí)驗(yàn)室自制等不足，難以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中受到一定的限制。二維結(jié)構(gòu)催化材料研究方法二：后處理法第二條是“頂部向下”（“Top-down”）的構(gòu)建路線，即后處理法，對(duì)具有層狀結(jié)構(gòu)的前體如層狀分子篩、層狀雙金屬氫氧化物（LDHs）等進(jìn)行層板剝離等處理形成超薄分子篩（Chem.Rev.,

2014,

114

(9)：4807-4837.）或LDHs納米片（催化學(xué)報(bào),2013,34(1):225-234.）二維催化材料。后處理法具有成本低、操作簡(jiǎn)單并可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但層狀分子篩的剝離程度往往難以控制(J.Am.Chem.Soc.,2011,133:3288-3291.Chem.Mater.,2011,23:5404-5408.)，而剝離的LDHs納米片通常以膠體溶液的形式存在(Angew.Chem.Int.Ed.,2011,50:9171-9176.)，限制了其應(yīng)用范圍?？扇苄约{米金屬催化劑的制備及應(yīng)用研究背景傳統(tǒng)芳烴加氫處理都是在較高溫度和氫氣壓力（通常超過(guò)100℃、5MPa）下進(jìn)行（Catal.Rev.Sci.Eng.,1994,36(1),75-123.），從綠色化學(xué)角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)溫和條件下（室溫、1atmH2）多環(huán)芳烴高效加氫是近年來(lái)學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都極為關(guān)注的研究領(lǐng)域，而在溫和條件下表現(xiàn)出優(yōu)異的芳烴加氫性能使得“可溶性納米過(guò)渡金屬粒子”催化劑已日益受到人們的重視（DaltonTrans.,2010,39,11499-11512.）?？扇苄约{米催化劑結(jié)合了均相和多相兩種催化體系的優(yōu)點(diǎn)：活性和選擇性高且易于回收利用?？扇苄约{米金屬催化劑的制備及應(yīng)用制備方法用于芳烴加氫的金屬納米粒子主要是通過(guò)金屬鹽還原或有機(jī)金屬配合物分解兩種方法制得，關(guān)鍵在于制備過(guò)程需用保護(hù)劑以穩(wěn)定納米粒子以防止團(tuán)聚形成體相金屬。目前，根據(jù)所使用保護(hù)劑的類(lèi)型，納米粒子的穩(wěn)定狀態(tài)主要有兩種形式：（1）電荷排斥穩(wěn)定，通過(guò)離子化合物獲得；（2）空間位阻穩(wěn)定，通過(guò)聚合物或其它大分子化合物獲得?？扇苄约{米金屬催化劑的制備及應(yīng)用制備方法其中電荷排斥穩(wěn)定型納米金屬粒子主要用于水相反應(yīng)體系，而空間位阻穩(wěn)定型納米金屬粒子既可用于水相又可用于有機(jī)相反應(yīng)體系。可溶性納米金屬催化劑的制備及應(yīng)用研究動(dòng)態(tài)近年來(lái)，雖然Co、Pd、Ni、Fe等可溶性納米催化劑在一些加氫反應(yīng)中表現(xiàn)出較好的加氫性能，但對(duì)于芳烴加氫反應(yīng)，目前可溶性納米