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基于MTP催化剂的多相催化过程扩散-表面反应耦合特性研究

批准号:
21972013
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
刘民
依托单位:
学科分类:
基础理论与表征方法
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘民

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
甲醇制丙烯是促进我国煤炭资源高效清洁利用和缓解石油对外依赖度的有效途径。甲醇制丙烯固定床工艺的催化剂主要为ZSM-5分子筛。针对甲醇制丙烯催化剂稳定性差和丙烯选择性较低的问题,着眼最根本的扩散和表面反应规律,协同调变催化剂孔道结构和酸性。通过碱处理、合成片状分子筛等手段调节孔结构;通过改变合成体系、改变助剂等方式调节Al状态以控制酸性,最终得到高性能催化剂。在此基础上,结合密度泛函理论和微动力学模型,研究甲醇制丙烯反应机理,阐明孔结构和酸性共同作用的扩散-表面反应耦合特性,产物分布调变的共性机制,及Al状态的调变机制,及其对表面反应和碱处理的作用规律等科学问题。掌握扩散-表面反应耦合和产物分布调变的强化方法。解决催化剂稳定性差和丙烯选择性低背后的科学问题,指导高性能催化剂设计合成,有助于推动甲醇催化转化利用的技术多样化和煤炭资源高效清洁利用,具有科学意义和应用前景。
英文摘要
Methanol conversion to propylene (MTP) is an efficient approach to promote the efficient and clean utilization of coal resources and to alleviate the high dependence on imported crude oil. ZSM-5 is the most popular catalyst for fixed-bed MTP process. In view of the poor stability and relatively low selectivity to propylene of MTP reaction over ZSM-5 catalyst, focusing on the fundamental laws of diffusion and surface reaction, we will investigate the effects of pore structure and acidity properties, and their coordinating modification. The pore structure will be adjusted by means of alkali treatment, synthesis of sheet molecular sieves, etc., and the Al state will be adjusted to control the acidity by changing the synthesis system, and finally a high performance catalyst will be obtained. On this basis, combining density functional theory method and microkinetic model, study the following scientific issues: the reaction mechanism of MTP, the diffusion-surface reaction coupling characteristics from pore structure and acid interaction, the modulation principles of product distribution and Al state, and the effects of Al state on surface reaction and alkali modification. Master the intensification method of diffusion-surface reaction coupling and product distribution modulation. Solving the scientific problems behind poor catalyst stability and low propylene selectivity, guiding the design and synthesis of high-performance catalysts, will contribute to the diversification of technologies for catalytic conversion of methanol and the efficient and clean utilization of coal resources, with scientific significance and application prospects.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: --
发表时间: 2023
期刊: Microporous and Mesoporous Materials
影响因子: 5.2
作者: [Jing Yue, Junjie Li, Min Liu, Wen Li, Xiujie Li, Sujuan Xie, Chunshan Song, Xinwen Guo, Xiangxue Zhu]
通讯作者: Xiangxue Zhu
DOI: 10.3969/j.issn.1001-8719.2021.02.004
发表时间: 2021
期刊: 石油学报. 石油加工
影响因子:
作者: [赵英龙, 刘民, 李俊杰, 张甜甜, 郭新闻]
通讯作者: 郭新闻
DOI: 10.3969/j.issn.1001-8719.2022.02.007
发表时间: 2022
期刊: 石油学报. 石油加工
影响因子:
作者: [沈宏宇, 刘民, 李俊杰, 李秀杰, 谢素娟, 陈福存, 郭新闻, 朱向学]
通讯作者: 朱向学
DOI: 10.1039/d2qi00686c
发表时间: 2022
期刊: Inorganic Chemistry Frontiers
影响因子: 7
作者: [He Han;Hong Yang;Anfeng Zhang;Limin Ren;X. Nie;Chaoqiu Chen;Min Liu;Chuan Shi;C. Song;Xinwen Guo]
通讯作者: He Han;Hong Yang;Anfeng Zhang;Limin Ren;X. Nie;Chaoqiu Chen;Min Liu;Chuan Shi;C. Song;Xinwen Guo
10
    离子液体与固体酸组合体系中糖脱水转化制5-羟甲基糠醛
    • 批准号:
      20803005
    • 项目类别:
      青年科学基金项目
    • 资助金额:
      20.0万元
    • 批准年份:
      2008
    • 负责人:
      刘民
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金