课题基金基金详情
GaN电热协同催化O2氧化丙烷脱氢制丙烯
结题报告
批准号:
21978160
项目类别:
面上项目
资助金额:
66.0 万元
负责人:
刘昭铁
依托单位:
学科分类:
反应工程
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘昭铁
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
丙烯是重要的化工原料,现有技术难以满足市场需求。丙烷直接脱氢是热力学上受限反应,而选择性氧化脱氢是一条重要的替代技术。然而O2易使产物丙烯过度氧化,因此,如何控制O2氧化丙烷脱氢(O2-DHP)过程中过度氧化是实现该技术的关键。本项目拟采用固体氧化物电解池(SOEC),将具有热催化活性的GaN作为阳极实现电热协同催化O2-DHP。采用SOEC技术将O2还原反应和C3H8氧化反应分别在阴极和阳极发生,通过调控阳极电导率,控制O2-的动力学行为,从而实现O2-在阳极GaN表面高选择性制丙烯;通过不同元素掺杂GaN,实现对其能隙的调控,揭示元素特性对GaN能隙的影响规律;明确GaN带隙与电热协同催化O2-DHP反应性能的关系;借助原位表征技术和理论计算结果相结合,提出GaN电热协同催化O2-DHP反应机理;可拓展SOEC应用领域,丰富电催化氧化理论,为O2-DHP提供一种新的研究思路和技术路线。
英文摘要
Propylene is an important chemical raw material, and the existing technology is difficult to meet the rapid growing market demand. Direct dehydrogenation of propane is a thermodynamically limited reaction and the selective oxidation dehydrogenation is an important alternative technique to the existing technology. However, it is found that the oxidant of O2 is easy to over oxidize alkene products. Therefore, how to control the excessive oxidation of propylene in the process of O2 oxidation propane dehydrogenation (O2-DHP) is the key question which must be faced. In this project, solid oxide electrolytic cell (SOEC) is proposed to be adopted, and GaN with thermal catalytic activity is used as the catalyst and anode for electrothermal synergistic catalysis of O2-DHP. By applying the technology of SOEC, O2 and C3H8 were isolated by the high temperature solid oxide electrolyte (Yttria Stabilized Zirconia, YSZ), and the kinetic behavior of O2- was controlled by adjusting the anode conductivity, so as to realize the highly selective synthesis of propylene by O2- in the anode of GaN. By doping GaN with B, P, Al and other elements, the band gap width can be regulated, and the influence effects of element components on the band gap width of GaN can be revealed. With the combination of in-situ characterization technologies and theoretical calculation results, the O2-DHP reaction mechanism of GaN electrothermal synergistic catalysis in SOEC system was proposed, so as to expand the application field of SOEC, enrich the theory of high-temperature electrocatalytic oxidation, and provide a new research idea and technical route for the selective oxidation dehydrogenation of propane to propylene.
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:10.1016/j.mcat.2020.111192
发表时间:2020
期刊:Molecular Catalysis
影响因子:4.6
作者:He Zhen-Hong;Sun Yong-Chang;Wang Kuan;Wang Zhong-Yu;Guo Pan-Pan;Jiang Chong-Shan;Yao Man-Qing;Li Zhu-Hui;Liu Zhao-Tie
通讯作者:Liu Zhao-Tie
Construction of indium oxide/N-doped titanium dioxide hybrid photocatalysts for efficient and selective oxidation of cyclohexane to cyclohexanone
氧化铟/氮掺杂二氧化钛杂化光催化剂的构建,用于环己烷高效选择性氧化为环己酮
DOI:10.1021/acs.jpcc.1c05730
发表时间:2021
期刊:Journal of Physical Chemistry C
影响因子:3.7
作者:Wang Kuan;Xue Bing;Wang Jun-Lei;He Zhen-Hong;Li Song-Song;Wang Dan;Wang Wei-Tao;Yang Yang;Liu Zhao-Tie
通讯作者:Liu Zhao-Tie
Nb2C MXene assisted CoNi bimetallic catalysts for hydrogenolysis of aromatic ethers
Nb2C MXene辅助CoNi双金属催化剂用于芳香醚氢解
DOI:10.1039/d0se01532f
发表时间:--
期刊:Sustainable Energy & Fuels
影响因子:5.6
作者:Sen-Wang Wang;Zhen-Hong He;Jian-Gang Chen;Kuan Wang;Zhong-Yu Wang;Pan-Pan Guo;Jie Lan;Weitao Wang;Zhao-Tie Liu
通讯作者:Zhao-Tie Liu
Synthesis of dimethyl carbonate from CO2 and methanol over CeO2 nanoparticles/Co3O4 nanosheets
CeO2 纳米粒子/Co3O4 纳米片上 CO2 和甲醇合成碳酸二甲酯
DOI:10.1016/j.fuel.2022.124945
发表时间:2022-10
期刊:Fuel
影响因子:7.4
作者:He Zhen-Hong;Sun Yong-Chang;Wei Yuan-Yuan;Wang Kuan;Wang Weitao;Chen Zhuo;Wang Zhong-Yu;Tian Yue;Liu Zhao-Tie
通讯作者:Liu Zhao-Tie
DOI:10.1007/s10562-020-03392-9
发表时间:2020-09
期刊:Catalysis Letters
影响因子:2.8
作者:Weitao Wang;Yaoyao Wei;Xulu Jiang;Zhen‐Hong He;Cunshe Zhang;Zhaotie Liu
通讯作者:Weitao Wang;Yaoyao Wei;Xulu Jiang;Zhen‐Hong He;Cunshe Zhang;Zhaotie Liu
金属氧化物-GaN/多级孔分子筛催化剂构筑及催化CO2氧化低碳混合烷烃脱氢
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    刘昭铁
  • 依托单位:
高压/超临界原位红外光谱监测系统研制
  • 批准号:
    21327011
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    320.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    刘昭铁
  • 依托单位:
超临界CO2/有机物分子间相互作用动态诱导的光谱特性及应用
  • 批准号:
    21176151
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    刘昭铁
  • 依托单位:
超临界氟代烃流体可调性溶剂效应对Aldol反应的控制
  • 批准号:
    20976102
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    34.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    刘昭铁
  • 依托单位:
超临界氟代烃纳米微粒的可控合成
  • 批准号:
    20473051
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    刘昭铁
  • 依托单位:
国内基金
海外基金