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动力化学与资料前沿丨分子筛分散与工业催化

发布时间:2022-01-12 09:08:36 来源:天博体育app下载

  近年来,我国正处于高质量开展的重要时期,动力和资料消费增加较快,动力资源、生态环境保护与可继续开展进入新阶段。而其间,催化资料及其科学技术在动力转化、资源合理开发利用和绿色环保等方面发挥着特别重要的效果。

  沸石分子筛作为一类非常重要的固体酸/碱多孔催化资料,在动力化工等方面有着广泛的使用。它具有共同的规整晶体结构和较大的比外表积,并具有丰厚的、均一的0.3~2.0 nm孔径的微孔孔道,并且外表散布着较强的酸/碱中心,这些特性使其成为功用优异的催化剂。而在沸石分子筛上进行多相催化反响时,一般遭到晶内微孔的限域效果,即孔道的巨细和形状对催化反响有挑选性而高挑选性地生成某些产品,这便是一般所说的择形催化效果;但一起,孔道择形效果又带来孔内分子分散受限、催化功率较低以及孔内易积碳失活等缺陷。催化剂功用中功率与挑选性是一对对立,因而,若想要开宣布高效、高挑选性的分子筛催化剂,则不只需求充沛利用其择形催化效果,并且还必须战胜微孔内分子分散受限等缺陷。而要完成这个方针,则需求对其间的要害科学问题,包含分子筛中孔道与反响分子的匹配、孔道内差异分散与择形催化、孔道内分散与催化功率等,进行充沛的研讨。而其间的要害中心问题是分子筛孔道中的分子分散与催化反响的耦合。现在,国内外对此方面的体系论说还比较少。

  作者谢在库院士团队多年来致力于工业分子筛催化剂的开发实践,成功开发了甲苯择形歧化催化剂、甲醇制烯烃催化剂、甲苯甲醇制对二甲苯催化剂、低碳烯烃裂解催化剂等。在这些分子筛催化剂的开发中,触及分子分散研讨办法、分子筛孔道分子工程的多级孔构建、分子筛描摹调控、催化剂全结晶化等方面的办法立异,以及对反响与分散耦合介标准催化方面知道的不断深化。《分子筛分散与工业催化》即结合作者多年来的分子筛择形催化资料的开发实践,对上述科学问题的研讨进行概括总结与体系论说。

  第2章提出了分子筛催化分子工程调控需求研讨的几个基本问题,并要点强调了分子分散问题研讨的重要性。

  第3章讨论了分子筛催化中的分散调控与强化,首要包含分子筛内反响与分散的耦合原理、分散与催化功率的测定办法、反响积碳与分散的理论模仿,以及分子筛晶粒描摹尺度调控对分子分散与催化反响功率的影响等。

  第4章环绕分子筛资料的多级孔构建,研讨了微孔-介孔复合、微孔-介孔大孔复合等多级孔分子筛的组成与调控办法,并经过分子模仿对多级孔道沸石催化剂的分散功用进行了研讨,随后对多级孔分子筛的酸性和活性位的可及性方面进行了物化性质表征,最终展示了多级孔分子筛在甲醇制烯烃、芳烃烷基化等催化反响功用上的优越性。

  第5章首要介绍了工业分子筛成型催化剂的多级孔、全结晶化的新办法,并展示了它在甲醇制丙烯(MTP)、碳四烯烃催化裂解(OCC)工业催化技术上的使用和优势。

  第6章首要介绍了分散功用强化的流化床甲醇制烯烃分子筛催化资料,概述了从甲醇制烯烃MTO烃池反响机理,介绍了纳米薄片状SAPO-34分子筛催化剂的开发、 S-MTO快速流化床催化剂、S-MTO催化剂积碳构成进程、S-MTO快速流化床反响器和S-MTO催化剂技术开发进程与工业使用状况。

  第7章首要环绕分子筛在芳烃转化的择形催化、甲苯择形歧化(SD)和甲苯甲醇择形烷基化制对二甲苯(MTPX)等实践,讨论了分子筛在孔道方面的精密调控,以及经过外表润饰和多级孔构建来完成高挑选催化基础上的高效催化。

  第8章对分子筛工业催化的复杂性做了进一步的剖析与论述,并对分子筛的孔道分子工程调控做了展望。

  总归,分子筛资料作为一类非常重要的吸附或催化资料,当时已在炼油、石油化工、煤化工、精密化工及环境保护等范畴有着广泛的使用。虽然人们对分子筛资料及催化研讨方面现已继续了几十年,可是,依然存在着许多科学问题亟待研讨处理,本书首要环绕分子筛工程与高效择形催化方面的科学问题进行研讨和讨论。

  本书是十三五国家要点出书物出书规划项目“动力化学与资料丛书”分册,并获2021年度国家科学技术学术著作出书基金赞助!