芳环加氢炭负载型多相催化剂的多尺度设计及研制
结题报告
批准号:
91534114
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
80.0 万元
负责人:
王勇
依托单位:
学科分类:
B0803.反应工程
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓江、毛善俊、王海燕、魏中哲、汤明慧、李名明、王静、庞振峰
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
多孔炭负载的纳米金属催化剂在多相催化领域起着十分重要的作用,近年来随着氮掺杂炭材料的出现及不断发展,氮掺杂的多孔炭材料负载的纳米金属催化剂表现出的优异性能受到了人们的广泛关注,然而如何设计并制备高活性、高选择性的氮掺杂炭材料负载金属催化剂并深入理解其催化作用本质依然是一个具有挑战性的课题。本项目拟设计制备氮掺杂的多级孔炭材料负载纳米金属用于催化芳环类化合物的选择性加氢反应,从涉及到载体和金属之间相互作用的原子、分子尺度以及涉及到扩散与传质的原子群尺度深入探索研究氮掺杂及多级孔结构对反应的影响规律,揭示催化剂的微观结构与催化活性之间的内在本质联系,为新型氮掺杂多级孔炭负载纳米金属催化剂的设计和制备提供重要的参考与指导。
英文摘要
Porous carbon supported nano metal catalysts play an extremely important role in the industrial catalysis field. In recent years, with the development of the nitrogen doped porous carbon materials, the high catalytic activity and long term stability of the nitrogen doped porous carbon supported metal catalysts attract special attention. However, the design of high catalytic activity and high selectivity nitrogen doped porous carbon supported nano metal catalysts and understanding the intrinsic catalytic mechanism is still a big challenge. In this project, in search for a suitable catalyst for the chemoselective hydrogenation of aromatic compounds for example benzoic acid and derivatives, new nitrogen doped hierarchically porous carbon will be designed and synthesized at first, these functional carbon materials were then be used as supports for the deposition of nanometals and the as made catalysts will be used as heterogeneous hydrogenation catalysts for the chemoselective hydrogenation of aromatic compounds. The research will focus on the interaction between the nitrogen doped carbon supports and the nano metal and the improvement of the mass transport induced by the hierarchical pores. The intrinsic relationship between the carbon structure and the catalytic activity will be finally given after evaluating by both experiments and theoretical calculations. The realization of this project would provide important guidance for the new catalysts design and synthesis.
在化学工业中,绝大部分产品的生产开发都涉及到多相催化,负载型多相催化剂的多尺度设计及研制在化学化工领域具有重要的理论意义和实用价值。影响负载型多相催化剂效率的关键在于载体的设计、活性中心的微观调控以及载体与活性中心的协同。因此,负载型多相催化剂的设计与研制必须要考虑到原子、分子水平的相互作用与分子群水平的扩散与传质等多个尺度对催化反应性能的影响。本项目以芳环化合物催化加氢为模型反应,针对炭负载型多相催化剂中多孔炭载体的设计、金属纳米颗粒的基元调控以及金属-炭强相互作用的构建进行探索优化。项目发明的“发泡法”有效结合物理膨胀和化学活化,以原始生物质及其衍生物为碳源,以碳酸盐或碳酸氢盐为活化剂,制备得到大孔、介孔及微孔丰富的多级孔炭材料。这种多级孔道结构一方面可在多尺度上加速传质,甲苯加氢性能提升一个数量级左右;另一方面可有效分散金属活性组分,利于多个金属组分的均匀混合,形成结构均匀的纳米合金催化剂,多组分之间的协同作用明显提升苯甲酸的催化加氢性能。此外,该方法还可通过采用含氮的原料对多级孔炭进行原位氮掺杂,氮元素的引入一方面增强金属活性组分与炭载体的相互作用,提升催化剂的稳定性,另一方面改变纳米金属的电子结构,进而精准调控反应活性和选择性,实现目标产物的可控合成。
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
The synergic effects at molecular level in CoS2 for selective hydrogenation of nitroarenes
CoS2在分子水平上对硝基芳烃选择性加氢的协同作用
DOI:10.1039/c7gc03122j
发表时间:2018
期刊:Green Chemistry
影响因子:9.8
作者:Wei Zhongzhe;Mao Shanjun;Sun Fanfei;Wang Jing;Mei Bingbao;Chen Yiqing;Li Haoran;Wang Yong
通讯作者:Wang Yong
DOI:10.1002/cnma.201800031
发表时间:2018
期刊:ChemNanoMat
影响因子:3.8
作者:Xiangqian Kong;Yutong Gong;Shanjun Mao;Yong Wang
通讯作者:Yong Wang
Metal/Porous Carbon Composites for Heterogeneous Catalysis: Old Catalysts with Improved Performance Promoted by N-Doping
用于多相催化的金属/多孔碳复合材料:N掺杂促进旧催化剂性能改进
DOI:10.1021/acscatal.7b02335
发表时间:2017-12-01
期刊:ACS CATALYSIS
影响因子:12.9
作者:Cao, Yueling;Mao, Shanjun;Wang, Yong
通讯作者:Wang, Yong
DOI:10.1039/c6gc01858k
发表时间:2016-11
期刊:GREEN CHEMISTRY
影响因子:9.8
作者:Tang Minghui;Deng Jiang;Li Mingming;Li Xuefeng;Li Haoran;Chen Zhirong;Wang Yong
通讯作者:Wang Yong
Reactivity and mechanism investigation of selective hydrogenation of 2,3,5-trimethylbenzoquinone on in situ generated metallic cobalt
2,3,5-三甲基苯醌对原位生成金属钴的选择性加氢反应活性及机理研究
DOI:10.1039/c5cy02171e
发表时间:2016
期刊:CATALYSIS SCIENCE & TECHNOLOGY
影响因子:5
作者:Su Diefeng;Wei Zhongzhe;Mao Shanjun;Wang Jing;Li Yi;Li Haoran;Chen Zhirong;Wang Yong
通讯作者:Wang Yong
蛾气味受体分子识别机制的计算生物物理研 究
  • 批准号:
    Z24C050004
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    王勇
  • 依托单位:
细菌鞭毛马达定子单元分子机制的计算生物物理研究
  • 批准号:
    32371300
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    王勇
  • 依托单位:
铅卤化物晶格褶皱及其稳定性提升机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    30万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    王勇
  • 依托单位:
核糖体生成因子Bms1和Rcl1在肝癌发生中的作用及机制研究
  • 批准号:
    32000565
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    王勇
  • 依托单位:
金属纳米颗粒氧化机制的原位环境显微学研究
  • 批准号:
    51971202
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    王勇
  • 依托单位:
炔醇加氢机理研究及高效催化剂的开发
  • 批准号:
    21872121
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    王勇
  • 依托单位:
气体环境下纳米催化剂结构与性能的显微学研究
  • 批准号:
    LD19B030001
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    王勇
  • 依托单位:
原子尺度下甲烷完全燃烧过程中Pd基催化剂的结构演变与催化性能的原位电镜研究
  • 批准号:
    91645103
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    75.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    王勇
  • 依托单位:
用于取代硝基化合物选择性加氢反应的纳米催化剂研制
  • 批准号:
    21376208
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    王勇
  • 依托单位:
基于三维介孔氮化碳的多功能催化剂的设计与研制
  • 批准号:
    U1162124
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    50.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    王勇
  • 依托单位:
国内基金
海外基金