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催化乙炔选择性加氢反应的二维全固态FLP催化剂理论研究
结题报告
批准号:
21973013
项目类别:
面上项目
资助金额:
66.0 万元
负责人:
林森
依托单位:
学科分类:
化学理论与方法
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
林森
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中文摘要
工业上所用的乙烯,主要是从石油炼制工厂和石油化工厂所生产的气体里分离出来,往往含有少量的乙炔杂质。开发廉价、高活性、高选择性的催化剂并催化这部分乙炔杂质加氢转化成乙烯,一直是工业催化领域的关键问题之一。二维全固态受阻路易斯酸碱对(FLP)催化剂被认为是一类具有催化加氢活性的新型低维纳米材料。然而,二维材料表面原子种类比较单一,难以同时形成路易斯酸碱位;且其表面原子间距离相对固定,导致酸碱位的有效搭配较为困难,限制了其在该领域的应用。本项目将以乙炔选择性加氢作为目标反应,基于第一性原理计算方法,系统研究利用掺杂外来原子在二维材料表面构筑符合FLP定义的酸碱位,调控其界面结构以有效活化氢分子;探索氢分子活化机制,并揭示控制乙炔加氢反应活性及产物选择性的关键因素,为催化乙炔加氢反应二维全固态FLP催化剂的设计和活性调控提供理论帮助。
英文摘要
The ethylene used in industry is mainly separated from the gas produced by petroleum refineries and petrochemical plants, and often contains a small amount of acetylene impurities. The development of inexpensive, highly active, highly selective catalysts for the catalytic hydrogenation of these acetylene impurities to ethylene has been one of the key issues in the field of industrial catalysis. Two-dimensional all-solid-state frustrated Lewis acid-base pair (FLP) catalysts are considered as a new type of low-dimensional nanomaterials with catalytic hydrogenation activity. However, the surface atom types of two-dimensional materials are relatively simple, difficult to form Lewis acid-base at the same time. In addition, the distance between surface atoms is relatively fixed, which makes the effective matching of acid-base positions difficult, thus limiting its application in this field. In this project, the selective hydrogenation of acetylene will be used as the target reaction. The first-principles calculations will be carried out to systematically study the regulation of the influence of doping external elements on the interface structure of 2D FLP acid-base sites, explore the activation mechanism of FLP on hydrogen molecule, and reveal the key factors controlling the activity and selectivity of acetylene hydrogenation reactions. This project will provide theoretical insights for the design and activity regulation of novel all-solid-state FLP catalysts based on two-dimensional materials.
期刊论文列表
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DOI:10.1038/s41929-023-00915-6
发表时间:2022-12
期刊:Nature Catalysis
影响因子:37.8
作者:Yanliang Zhou;Fenfei Wei;Haifeng Qi;Yicong Chai;Liru Cao;Jian Lin;Qiang Wan;Xiaoyan Liu;Yanan Xing;Sen Lin;Aiqin Wang;Xiaodong Wang;Tao Zhang
通讯作者:Tao Zhang
DOI:10.1016/j.jcat.2021.02.016
发表时间:2021-03
期刊:Journal of Catalysis
影响因子:7.3
作者:Feiteng Wang;Wenbo Xie;Lijun Yang;D. Xie;Sen Lin
通讯作者:Feiteng Wang;Wenbo Xie;Lijun Yang;D. Xie;Sen Lin
DOI:10.1063/1674-0068/cjcp2110207
发表时间:2021-12
期刊:Chinese Journal of Chemical Physics
影响因子:1
作者:Fenfei Wei;E. W. F. Smeets;J. Voss;G. Kroes;Sen Lin;Hua Guo
通讯作者:Fenfei Wei;E. W. F. Smeets;J. Voss;G. Kroes;Sen Lin;Hua Guo
DOI:--
发表时间:2021
期刊:Journal of Materials Chemistry A
影响因子:11.9
作者:Qiang Wan;Yang Chen;Shulan Zhou;Jian Lin;Sen Lin
通讯作者:Sen Lin
DOI:10.1007/s12274-022-4800-x
发表时间:2022-08
期刊:Nano Research
影响因子:9.9
作者:Li-Dan Lin;Fenfei Wei;Rong Jiang;Yucheng Huang;Sen Lin
通讯作者:Li-Dan Lin;Fenfei Wei;Rong Jiang;Yucheng Huang;Sen Lin
单原子合金表面氢溢流机制的理论研究
  • 批准号:
    22373017
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    林森
  • 依托单位:
六方氮化硼纳米片光解水催化剂能带调控机制的理论探索
  • 批准号:
    21673040
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    林森
  • 依托单位:
石墨相氮化碳光解水产氧半反应机制的理论研究
  • 批准号:
    21203026
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    林森
  • 依托单位:
国内基金
海外基金