[00118724]分子筛催化材料的设计、合成及其应用基础研究

该项目属于催化领域新型分子筛催化材料结构与性能设计方面的应用基础研究。主要包含以下内容：分子筛骨架结构与酸性位的设计、分子筛孔结构的设计、分子筛酸性位修饰、分子筛孔道结构修饰、新型设计结构分子筛的合成及其应用基础研究等。这些微孔、介孔分子筛的结构设计与合成技术，涉及石油加工与石油化工的多个重要领域，是实现石油化工可持续发展非常重要的一些关键储备技术。而这些新技术能否开发成功，很大程度上取决于特定分子筛的结构设计与开发。经过多年的研究，探索出一些新的结构设计技术，丰富了相关分子筛催化剂的设计、合成以及应用方面的基础理论，为将来应用开发奠定了比较坚实的科学基础。在新型结构分子筛设计方面，创新性地引入分子筛梯度分布概念，在分子筛结构中引入酸性位、孔道结构的梯度分布特性，首次提出了非缓冲体系下的有机配位反应法，并筛选出酒石酸、柠檬酸等作为分子筛新的结构修饰剂，首次在催化裂化反应中，实现同时多产液化气、柴油的新型USY分子筛催化剂。在分子筛酸性位结构设计方面，重要采用水热直接合成法将低价金属元素引入磷酸铝分子筛骨架，使其具有一定的酸性。通过引入金属元素的价态与含量来控制分子筛的酸性结构，如酸量、酸强度等。在新型磷酸铝分子筛合成中，成功地将Si、Zr、Co、Ni、Pd、Mg、稀土元素等十多种金属杂原子引入骨架，其中ZrAPO、NiAPO、PdAPO、REAPO均是首次合成成功。同时，将这类具有特定酸性质和择形微孔结构的取代磷酸铝分子筛应用于正丁烯骨架异构化，显示出优越的择形异构化性能。在分子筛孔道修饰方面，提出Mo、W等过渡金属氧化物热扩散与孔壁酸性位协同修饰机制，使USY、ZSM-5分子筛经过过渡金属氧化物修饰后适于正丁烯骨架异构化。在MCM-41介孔分子筛设计与合成方面，创新性地引入有机酸结构修饰剂和新型结构导向摸板剂，分别合成出不同应用前景的厚壁型、不同孔径型、超高表面型等不同结构与性能的MCM-41系列分子筛。