項目申報書——2009CB623500-新結(jié)構(gòu)高性能多孔催化材料的基礎(chǔ)研究

1、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：2009.1至2013.8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

2、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。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。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

3、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)。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。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。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

4、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)。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際經(jīng)驗，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。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。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。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

5、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)。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)，通過建立完善各種骨架雜原子的表征方法，研究骨架原子與雜原子的匹配規(guī)律、多孔材料不同合成前體的水解聚合及相互作用、雜原子與多孔材料骨架原子的同晶取代及其催化性質(zhì)的變化規(guī)律，合成高性能骨架雜原子多孔

6、催化材料。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。針對甲苯甲基化等芳烴擇形轉(zhuǎn)化反應(yīng)，研究活性位定向覆蓋技術(shù)包括改性劑鏈結(jié)構(gòu)及反應(yīng)基團(tuán)與定向修飾效應(yīng)的關(guān)系，成型催化材料孔結(jié)構(gòu)與定向修飾效率的關(guān)系等。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

7、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。l 多孔催化材料合成過程及催化反應(yīng)的原位動態(tài)結(jié)構(gòu)表征和分子設(shè)計研制和發(fā)展原位動態(tài)表征技術(shù)、進(jìn)行多孔催化材料的合成過程及催化反應(yīng)的原位研究，解決多孔催化材料合成過程中關(guān)鍵問題。包括水熱晶化過程多孔結(jié)構(gòu)組裝的模板效應(yīng)、晶核形成機(jī)理、晶化動力學(xué)規(guī)律和形貌取向晶化機(jī)理。探索在合成過程中催化材料微觀結(jié)構(gòu)演變過程；研究催化材料的活性中心形成過程以及活性中心配位結(jié)構(gòu)的微觀調(diào)控和修飾；在微觀表征的基礎(chǔ)上揭示催化材料的合成規(guī)律；發(fā)展催化材料合成方法學(xué)。同時，利用多種譜學(xué)手段研究催化材料在催化反應(yīng)過程中，其結(jié)構(gòu)和組成變化規(guī)律；研究催化材料的活性

8、相與反應(yīng)物分子的配位活化機(jī)理。針對幾個典型的多孔催化材料合成進(jìn)行理論模擬和分子設(shè)計，采用密度泛函（DFT），蒙特卡羅（MonteCarlo）和分子力學(xué)（MD）等計算方法對多孔催化材料新結(jié)構(gòu)進(jìn)行合成設(shè)計，對金屬粒子和金屬氧化物在納米孔中的分布和相互作用、納米孔催化材料的孔道結(jié)構(gòu)和催化活性中心的形成過程進(jìn)行理論計算，進(jìn)而對一些典型催化材料的合成路線提出分子設(shè)計思路，結(jié)合高通量組合化學(xué)技術(shù)，探索一些新結(jié)構(gòu)多孔材料的合成。二、預(yù)期目標(biāo)1）總體目標(biāo)面向我國石油化工大宗化學(xué)品的重大需求、確保國家能源安全和提高石油化工可持續(xù)發(fā)展能力的要求，針對以替代資源和節(jié)能環(huán)保為特征的烯烴、芳烴及其衍生物催化新技術(shù)，以催

9、化材料創(chuàng)新為突破口，通過開展多孔催化材料表征方法學(xué)和合成方法學(xué)的研究，解決多孔催化材料的關(guān)鍵科學(xué)問題，發(fā)展多孔催化材料的合成方法，澄清材料的結(jié)構(gòu)催化性能間的本質(zhì)聯(lián)系、多孔材料孔道形態(tài)及活性中心的形成機(jī)制，創(chuàng)制新結(jié)構(gòu)高性能多孔催化材料，推動大宗化學(xué)品生產(chǎn)催化新技術(shù)的創(chuàng)新，引領(lǐng)石油化工催化技術(shù)的發(fā)展，為進(jìn)一步擴(kuò)大我國催化材料研究的國際影響力，提高我國石油化學(xué)工業(yè)的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)國際競爭力奠定基礎(chǔ)。2）五年預(yù)期目標(biāo)圍繞新結(jié)構(gòu)高性能多孔催化材料關(guān)鍵科學(xué)問題，掌握多孔催化材料晶體形貌控制、多級孔結(jié)構(gòu)組裝、有機(jī)無機(jī)雜化等材料合成規(guī)律以及多孔催化材料活性中心精細(xì)調(diào)控的制備規(guī)律，初步建立反應(yīng)擴(kuò)散、活性中心結(jié)構(gòu)

10、與催化性能關(guān)聯(lián)模型，創(chuàng)制新結(jié)構(gòu)高性能多孔催化材料。建立深紫外Raman、超極化129Xe NMR等材料合成以及催化反應(yīng)過程的原位動態(tài)表征譜學(xué)新技術(shù)，發(fā)展多孔催化材料合成機(jī)理以及多級孔結(jié)構(gòu)原位表征方法；促進(jìn)分子設(shè)計理論和高通量組合化學(xué)新技術(shù)在新結(jié)構(gòu)多孔材料合成的應(yīng)用。針對替代資源制備烯烴、芳烴催化技術(shù)，將新結(jié)構(gòu)高性能多孔催化材料基礎(chǔ)研究與催化材料工程化研究結(jié)合，推動多產(chǎn)丙烯的甲醇制烯烴催化技術(shù)、甲醇芳烴烷基化催化技術(shù)、重芳烴烷基轉(zhuǎn)移催化技術(shù)、綠色丙烯環(huán)氧化技術(shù)等的創(chuàng)新，完成23項中試研究，同時在高附加值化學(xué)品催化技術(shù)領(lǐng)域形成有工業(yè)化前景的催化材料技術(shù)儲備。申請100件發(fā)明專利，建立若干項以催化材

11、料母專利為核心的自主知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)網(wǎng)；在SCI源學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文400篇，特別注重論文的學(xué)術(shù)質(zhì)量，在國際催化及材料領(lǐng)域最高水平學(xué)術(shù)期刊發(fā)表系列論文，進(jìn)一步擴(kuò)大多孔催化材料研究的國際影響，保持石油化工催化新技術(shù)開發(fā)技術(shù)先進(jìn)地位。建立多學(xué)科交叉、“產(chǎn)學(xué)研”緊密結(jié)合的催化材料研究團(tuán)隊，培養(yǎng)具有綜合研究能力的催化材料基礎(chǔ)研究及石油化工技術(shù)開發(fā)的學(xué)術(shù)帶頭人隊伍。三、研究方案1、研究方案：項目圍繞石油化工增產(chǎn)烯烴、芳烴及其衍生物生產(chǎn)新技術(shù)，以多孔催化材料研究為核心，通過發(fā)展催化材料合成、改性方法以及多孔材料的原位表征和分子設(shè)計，注重催化材料的基礎(chǔ)研究與工程化科學(xué)研究的結(jié)合，促進(jìn)針對上述催化技術(shù)的關(guān)鍵催化材料

12、的創(chuàng)新。針對多產(chǎn)丙烯的甲醇制烯烴催化材料，重點開展“平板”晶體形貌的磷鋁硅分子篩的合成。針對甲苯甲醇烷基化催化材料，通過雜原子取代、金屬氧化物修飾以及多孔材料外表面硅烷化，提高催化材料擇形性、水熱穩(wěn)定性等催化性能。針對重芳烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)，重點突出共結(jié)晶分子篩及穩(wěn)定介孔沸石材料的合成及孔道結(jié)構(gòu)的表征，研究共結(jié)晶性質(zhì)特異性原因及復(fù)合孔材料的自組裝規(guī)律以及復(fù)合孔材料對組裝金屬的限域效應(yīng)，創(chuàng)制用于重芳烴轉(zhuǎn)化的新結(jié)構(gòu)多孔催化材料。針對烯烴環(huán)氧化反應(yīng)，重點開展反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移催化材料在相轉(zhuǎn)移過程中溶解、析出等結(jié)晶動力學(xué)及結(jié)構(gòu)演變規(guī)律。同時，項目將開發(fā)新一代催化原位表征技術(shù)，特別是催化材料合成過程原位表征技術(shù)和理

13、論模擬方法，實現(xiàn)對材料結(jié)構(gòu)及合成路線的設(shè)計，加快新結(jié)構(gòu)催化材料合成研究，為針對目標(biāo)反應(yīng)新型催化材料研究提供支撐。2、創(chuàng)新點：通過項目的實施，在多孔催化材料合成中多級孔構(gòu)建及晶體形貌控制規(guī)律的認(rèn)識、催化反應(yīng)動力學(xué)及擴(kuò)散行為的認(rèn)識，以及催化原位表征新技術(shù)形成創(chuàng)新結(jié)果，并有望促進(jìn)若干大宗化學(xué)品催化新技術(shù)的工業(yè)化。3、課題設(shè)置：項目共設(shè)置7個課題課題1、具有多級孔道結(jié)構(gòu)的新催化材料圍繞重芳烴輕質(zhì)化反應(yīng)、重芳烴烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)等，開展共結(jié)晶分子篩材料、介孔沸石材料、高穩(wěn)定性高活性介孔催化材料以及具有層狀結(jié)構(gòu)MWW多孔材料的合成新方法的研究，通過研究孔道尺寸與反應(yīng)擴(kuò)散及擇形催化性能的關(guān)聯(lián)，開發(fā)高性能重芳烴轉(zhuǎn)化

14、催化劑；同時以擇形催化（如甲苯甲醇烷基化制對二甲苯反應(yīng)）為目標(biāo)，研究多孔催化材料孔道精細(xì)調(diào)變以及活性位定向覆蓋的多孔催化材料后合成改性機(jī)理。承擔(dān)單位：大連化學(xué)物理研究所、上海石油化工研究院課題負(fù)責(zé)人：徐龍伢 孔德金經(jīng)費比例：13課題2、骨架雜原子多孔催化新材料針對甲醇轉(zhuǎn)化制丙烯催化反應(yīng)，以提高多孔催化材料擴(kuò)散性能以及活性中心調(diào)變及水熱穩(wěn)定性為目標(biāo)，開展多孔磷酸鹽分子篩材料SAPO-n、MAlPO-n等合成新方法以及新結(jié)構(gòu)材料的研究；研究在多孔材料骨架T位或O位B、Ti、N、P等雜原子取代的多孔催化材料的合成機(jī)理及其催化活性中心微觀結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，探索具有堿性活性位的多孔催化材料在甲苯甲醇側(cè)鏈烷基化

15、反應(yīng)的性能。針對甲苯甲醇烷基化催化材料，關(guān)鍵是提高催化劑水熱穩(wěn)定性及活性中心控制，通過N雜原子取代引入堿性中心，以金屬氧化物修飾提高催化材料水熱穩(wěn)定性，以及多孔材料外表面硅烷化修飾調(diào)變孔徑，提高催化擇形選擇性和水熱穩(wěn)定性。承擔(dān)單位：南開大學(xué)、上海石油化工研究院課題負(fù)責(zé)人：關(guān)乃佳 繆長喜經(jīng)費比例：14課題3、催化功能化有機(jī)無機(jī)雜化多孔材料以手性化合物不對稱催化反應(yīng)、PODE合成反應(yīng)等為目標(biāo)，開展有機(jī)無機(jī)雜化多孔催化材料的制備、改性以及表征研究，通過有機(jī)無機(jī)雜化構(gòu)建手性催化環(huán)境、調(diào)變催化材料的物理性能（親疏水性、溶脹性、導(dǎo)熱性等），研制具有應(yīng)用前景的手性化合物高效不對稱催化合成工藝及其催化材料和P

16、ODE合成工藝及其高性能固體催化劑，促進(jìn)上述催化新技術(shù)應(yīng)用。承擔(dān)單位：大連化學(xué)物理研究所 上海石油化工研究院課題負(fù)責(zé)人：楊啟華經(jīng)費比例：13課題4、烯烴轉(zhuǎn)化多孔催化新材料以高丙烯/乙烯比（P/E比）甲醇制烯烴（MTO）反應(yīng)，流化床甲醇制丙烯（MTP）催化反應(yīng)工藝、流化床輕油裂解制烯烴反應(yīng)再生工藝等為目標(biāo)，開展流化床多孔催化材料的制備方法學(xué)及催化反應(yīng)再生工藝研究，研究流化床催化劑的多相傳遞性能及流化性能與催化反應(yīng)的關(guān)聯(lián)，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；同時以提高催化材料水熱穩(wěn)定性為目標(biāo)，開展諸如金屬氧化物對多孔

17、催化材料的表面酸性及孔道的修飾方法、上述反應(yīng)過程的在催化劑上的結(jié)焦機(jī)理、反應(yīng)和再生動力學(xué)、催化材料微觀與宏觀形貌與反應(yīng)傳質(zhì)的關(guān)系等研究，制備出高性能流化床多孔催化材料。承擔(dān)單位：上海石油化工研究院、南京大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：謝在庫 丁維平經(jīng)費比例：18課題5、綠色烯烴環(huán)氧化催化材料以烯烴環(huán)氧化等為目標(biāo)反應(yīng)，深入表征反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移催化材料結(jié)構(gòu)及其在相轉(zhuǎn)移過程中溶解、析出等結(jié)晶動力學(xué)及結(jié)構(gòu)演變規(guī)律，通過對雜多酸材料的結(jié)構(gòu)、溶劑體系、反應(yīng)條件等的調(diào)控，實現(xiàn)對雜多酸催化材料的相轉(zhuǎn)移過程（晶體溶解和結(jié)晶速度、結(jié)晶晶體尺寸等）的控制，解決催化材料在由溶液相向固態(tài)相轉(zhuǎn)變過程中的分離回收的關(guān)鍵問題。重點開展催化材料

18、在相轉(zhuǎn)移過程中溶解調(diào)變相轉(zhuǎn)移催化劑的離子對結(jié)構(gòu)，促進(jìn)均一相組成材料在相轉(zhuǎn)移過程中的循環(huán)，同時結(jié)合反應(yīng)工藝工程措施，提高催化材料回收率。研究具有相轉(zhuǎn)移性能的催化材料結(jié)構(gòu)及相轉(zhuǎn)移的控制因素，制備如溫度、溶劑等控制的新型相轉(zhuǎn)移催化材料。另外，以烴類選擇氧化反應(yīng)為目標(biāo)，開展具有高選擇性催化氧化功能的多孔催化材料以及綠色催化氧化過程研究。 承擔(dān)單位：上海石油化工研究院、大連化學(xué)物理研究所課題負(fù)責(zé)人：高煥新 高爽 主要學(xué)術(shù)骨干： 李軍經(jīng)費比例：10課題6、多孔催化材料形貌控制合成的分子設(shè)計以甲醇制丙烯、PODE合成等催化反應(yīng)為目標(biāo)，以理論模擬及原位表征技術(shù)，研究多孔催化材料水熱晶化過程中晶體取向生長規(guī)律，

19、研究ZSM-5、SAPO-34、Y、Beta、MOR等分子篩材料的晶體形貌控制，特別是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。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，針對目標(biāo)催化反應(yīng)對催化材料擴(kuò)散性能的要求，設(shè)計多孔催化材料的形貌、孔道結(jié)構(gòu)以及合成路線。研究以高通量組合化學(xué)等方法在新結(jié)構(gòu)多孔催化材料合成研究中的應(yīng)用，研究具有特定形貌（層狀、“平板”形貌等）分子篩材料的合成控制規(guī)律、磷鋁分子篩合成機(jī)理以及特定孔道結(jié)構(gòu)多孔催化材料。承擔(dān)單位：復(fù)旦大學(xué)、上海石油化工研究院課題負(fù)責(zé)人：賀鶴勇 楊為民經(jīng)費比例：14課題7、多孔材料合成及催化過程的原位表征

20、發(fā)展用于多孔材料結(jié)構(gòu)及反應(yīng)研究的各種原位表征技術(shù)。完善紫外-可見激光共振拉曼光譜技術(shù)、原位連續(xù)流動的超極化129Xe NMR技術(shù)、原位多核NMR表征技術(shù)、紫外激光誘導(dǎo)表面熒光光譜技術(shù)、時間分辨紅外、時間分辨激光誘導(dǎo)熒光光譜技術(shù)等原位表征技術(shù)。建立新的原位表征技術(shù)，如200 nm以下深紫外拉曼光譜技術(shù)、原位多功能核磁、質(zhì)譜耦合技術(shù)研究催化反應(yīng)過程。以上述技術(shù)為基礎(chǔ)，研究多孔材料水熱合成機(jī)理，包括次級結(jié)構(gòu)的形成、組裝以及模板劑作用等，解決模板劑作用、結(jié)構(gòu)導(dǎo)向、孔道填充作用這三種作用的本質(zhì)及其相互間的關(guān)系問題；研究多級孔結(jié)構(gòu)的表征方法以及催化活性中心的結(jié)構(gòu)特征，發(fā)展多孔催化材料的擴(kuò)散性能研究的表征方

21、法等；協(xié)助或承擔(dān)其它課題催化材料結(jié)構(gòu)表征。同時結(jié)合理論模擬技術(shù)，對材料結(jié)構(gòu)及合成路線進(jìn)行設(shè)計，開發(fā)多孔催化材料合成研究的高通量組合化學(xué)方法，加快新結(jié)構(gòu)催化材料合成研究，為針對目標(biāo)反應(yīng)新型催化材料研究提供支撐。承擔(dān)單位：大連化學(xué)物理研究所課題負(fù)責(zé)人：馮兆池經(jīng)費比例：18本項目以大宗化學(xué)品生產(chǎn)催化新技術(shù)為目標(biāo)，以多孔催化材料為主線，基于催化類型及要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題，設(shè)置了七個課題。其中圍繞催化新材料設(shè)置3個課題（課題13），重點針對催化新反應(yīng)設(shè)置2個課題（課題45），同時在涉及催化材料原位表征和理論模擬設(shè)置2個課題（課題67），每個課題均有其相對獨立的研究目標(biāo)，同時對其他課題在新材料制備、催化反

22、應(yīng)應(yīng)用及基礎(chǔ)理論研究方面形成相互交叉和支撐作用。在課題的承擔(dān)單位上，發(fā)揮各自優(yōu)勢，強(qiáng)化合作及基礎(chǔ)研究與工程化研究的結(jié)合，促進(jìn)具有應(yīng)用價值催化材料的創(chuàng)新，完成項目預(yù)期目標(biāo)。四、年度計劃研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)第一年 針對大宗化學(xué)品催化新技術(shù)，開展目標(biāo)催化反應(yīng)實驗方法及多孔催化材料評價技術(shù)的研究，進(jìn)行相關(guān)催化反應(yīng)性能實驗工作。 結(jié)合目標(biāo)反應(yīng)要求，開展新結(jié)構(gòu)多孔催化材料合成研究，包括多級孔材料合成、分子篩催化材料形貌控制研究、雜原子分子篩及氧化物修飾催化材料等合成研究工作。 開展原位表征技術(shù)研究，建立動態(tài)吸附、擴(kuò)散動力學(xué)、孔結(jié)構(gòu)等表征技術(shù)，進(jìn)行多孔材料晶化過程、目標(biāo)催化反應(yīng)機(jī)理的原位表征研究。 多孔材料合成

23、：發(fā)展多級復(fù)合孔材料、分子篩晶體形貌控制制備等新方法，并合成出新的多孔材料。 結(jié)合目標(biāo)催化反應(yīng)，如增產(chǎn)烯烴、芳烴及衍生物催化反應(yīng)，通過催化反應(yīng)規(guī)律研究，初步研制出12種新型催化材料。 建立起多孔材料合成（如磷鋁分子篩）及催化目標(biāo)反應(yīng)機(jī)理研究方法，獲得初步研究結(jié)果。擬發(fā)表論文 80篇，申請專利 30篇第二年 重點開展在多孔催化材料擴(kuò)散動力學(xué)及反應(yīng)動力學(xué)研究方法，研究多級孔結(jié)構(gòu)孔道結(jié)構(gòu)、酸中心分布對重芳烴反應(yīng)擴(kuò)散的影響，研究分子篩不同晶體形貌對反應(yīng)擴(kuò)散及擇形性的影響 在多孔材料制備研究中，根據(jù)不同目標(biāo)反應(yīng)特點，繼續(xù)開展多孔催化材料制備研究，重點考察分子篩晶化過程與晶體不同形貌形成的規(guī)律、氧化物組裝

24、高水熱穩(wěn)定擇形材料制備規(guī)律、有機(jī)無機(jī)雜化多孔催化材料合成規(guī)律等。 結(jié)合目標(biāo)催化反應(yīng)，研究在多級孔材料上重芳烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)規(guī)律、不同形貌磷鋁分子篩甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)規(guī)律；骨架雜原子材料的結(jié)構(gòu)與甲苯側(cè)鏈烷基化反應(yīng)關(guān)聯(lián)、反應(yīng)控制相轉(zhuǎn)移催化材料相轉(zhuǎn)移規(guī)律等。 開展如深紫外Raman光譜等催化原位表征新技術(shù)研究工作，結(jié)合如甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)等目標(biāo)催化反應(yīng)，開展催化反應(yīng)機(jī)理的表征研究及理論模擬研究。 針對重芳烴轉(zhuǎn)化催化反應(yīng)，初步建立多級孔結(jié)構(gòu)與重芳烴擴(kuò)散，催化產(chǎn)物分布等關(guān)聯(lián)規(guī)律。 形成對具有特定形貌（層狀、“平板”形貌等）分子篩材料的合成控制規(guī)律的認(rèn)識，合成出幾類用于目標(biāo)催化反應(yīng)的不同形貌的分子篩材料。 通過對烯烴、芳烴轉(zhuǎn)化等目標(biāo)反應(yīng)規(guī)律及催化材料的研究，制備出12類催化性能良好的多孔催化材料，并完善其制備方法，特別是在甲醇轉(zhuǎn)化多產(chǎn)丙烯反應(yīng)催化材料，烯烴轉(zhuǎn)化制丙烯催化材料及高回收率丙烯環(huán)氧化催化材料等研究獲得重要結(jié)果。 通過催化原位表征及分子模擬研究，對項目中12項重要目標(biāo)催化反應(yīng)機(jī)理獲得規(guī)律性的研究結(jié)果。擬發(fā)表或申請：論文 80篇，專利 30篇第三年 針對項目的目標(biāo)催化反應(yīng)，繼續(xù)進(jìn)行多孔催化材料合成規(guī)律、催化反應(yīng)機(jī)理等研究工作，進(jìn)一步研究多級孔道構(gòu)建