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內容簡介

　　《新結構高性能多孔催化材料》是《國傢重點基礎研究發展計劃》項目“新結構高性能多孔催化材料創製的基礎研究”的係統總結。涉及多孔催化材料孔結構調變、催化功能化修飾、原位錶徵和理論模擬以及石油化工催化應用等內容，包括含骨架雜原子的亞納米孔催化材料、多級復閤孔催化材料、有機一無機雜化多孔催化材料、金屬及氧化物修飾與組裝的多孔催化材料、反應控製相轉移及選擇氧化多孔催化材料、催化材料原位動態譜學錶徵、催化新材料閤成的分子設計與方法等方麵的研究進展。
　　《新結構高性能多孔催化材料》內容豐富、專業性強，對於從事上述專業的科研人員具有重要的參考價值，也可以供相關專業的教師、研究生和高年級大學生參考。

內頁插圖

目錄

第1章 多孔催化材料發展綜述
1.1 引言
1.2 石油化工及替代能源化工的需求和多孔催化材料的應用現狀
1.2.1 多孔催化材料在低碳烯烴生産中的應用
1.2.2 多孔催化材料在芳烴生産中的應用
1.2.3 多孔催化材料在選擇催化氧化及其他方麵的工業應用
1.3 新結構高性能多孔催化材料創製的基礎研究
1.3.1 活性中心的調變
1.3.2 孔結構的調變
1.3.3 催化材料的原位動態譜學錶徵
1.3.4 催化新材料閤成的分子設計
1.4 多孔催化材料研究展望
參考文獻

第2章 含骨架雜原子的亞納米孔催化材料
2.1 引言
2.2 含氮雜原子亞納米孔材料閤成、錶徵與催化性能
2.2.1 含氮分子篩的閤成
2.2.2 含氮分子篩的錶徵
2.2.3 氮化機理的研究
2.2.4 分子篩氮化的計算研究
2.2.5 含氮分子篩的催化性能
2.3 有機一無機雜化沸石分子篩催化劑研究
2.3.1 研究背景
2.3.2 分子篩骨架低溫雜化的作用基礎
2.3.3 甲胺雜化沸石的酸堿性質
2.3.4 MFI沸石與甲胺相互作用機製
2.3.5 MFI沸石與其他胺類分子的雜化作用
2.3.6 FAU沸石與胺類分子的雜化作用
2.3.7 有機一無機雜化MFI沸石醇類脫水高效催化劑
2.4 磷酸鋁分子篩催化材料製備、錶徵及催化性能
2.4.1 磷酸鋁分子篩的發展狀況
2.4.2 閤成矽磷酸鋁分子篩的新路徑研究
2.4.3 亞磷酸作為磷源閤成磷酸鋁矽分子篩的晶化機理
2.4.4 新型亞磷酸鋁微孔晶體材料的閤成
2.4.5 SAP0-34分子篩閤成與甲醇製烯烴反應
2.5 含鈦雜原子分子篩的設計閤成及液相氧化反應的研究
2.5.1 研究背景
2.5.2 Ti-MOR鈦矽分子篩的後處理閤成以及氧化反應
2.5.3 Ti鈦矽分子篩的修飾和催化特性
2.5.4 新型鈦矽分子篩Ti-MWW的製備及其催化特性
參考文獻

第3章 多級復閤孔催化材料
3.1 共結晶分子篩結構和性質的特異性及其閤成控製規律研究
3.1.1 MwW／FER共結晶分子篩
3.1.2 BE&／MOR共結晶分子篩
3.1.3 MFI／／MOR共結晶分子篩
3.2 介孔－微孔結構多孔催化材料閤成新方法研究
3.2.1 聚陽離子模闆法
3.2.2 以納米炭黑為模闆閤成介孔沸石分子篩
3.2.3 澱粉模闆法閤成介孔ZSM－5分子篩
3.2.4 以納米碳酸鈣為模闆閤成介孔Silicalite－1沸石
3.2.5 高矽ZSM－5分子篩的介孔化閤成及其在甲醇製丙烯中的應
3.3 ZSM－5分子篩擇形催化與甲苯選擇性歧化
3.3.1 化學修飾與分子篩擇形催化
3.3.2 化學修飾與分子篩酸性
3.3.3 化學修飾與分子篩孔道性質
3.3.4 化學修飾對分子篩擇形催化性能的影響
3.3.5 甲苯歧化的擇形催化
3.4 具有穩定層狀結構的新型分子篩(SRZ－21)閤成錶徵及苯與丙烯烷基化反應
3.4.1 SRZ－21沸石的閤成和錶徵
3.4.2 SRZ－21沸石的催化性能
3.5 介孔－大孔復閤結構催化材料的閤成與錶徵
3.5.1 介孔－大孔復閤結構的閤成策略
3.5.2 介孔－大孔復閤結構氧化物材料
3.5.3 介孔－大孔復閤結構金屬磷酸鹽和膦酸鹽材料
3.5.4 應用前景與存在問題
參考文獻

第4章 有機－無機雜化多孔催化材料
4.1 有機－無機雜化材料概述
4.1.1 有機一無機雜化介孔材料
4.1.2 含磺酸官能團有機一無機介孔材料的閤成及酸催化性能研究
4.1.3 手性有機一無機介孔材料的閤成與手性催化性能研究
4.1.4 納米反應器中的手性催化反應研究
4.2.PPh3－Rh／SiO2有機一無機雜化多相催化劑上的氫甲酰化反應
4.2.1 研究背景
4.2.2 PPh3－Rh／SiO2催化劑上丙烯氫甲酰化反應研究及錶徵
4.2.3 PPh3－Rh／MCF催經劑上丙烯氫甲酰化反應研究及錶徵
4.2.4 PPh3－Rh／SBA催化劑上丙烯氫甲酰化反應研究及錶徵
4.3 有機一無機雜化納米離子交換樹脂材料在環氧乙烷催化水閤製乙二醇中的應用
4.3.1 研究背景
4.3.2 MWNTs／PS－DVB催化劑的閤成及錶徵
4.3.3 MWNTS／PS－DVB的催化性能
參考文獻.1

第5章 金屬及氧化物修飾與組裝的多孔催化材料
5.1 引言
5.2 氧化物修飾的分子篩催化材料
5.2.1 磷修飾的分子篩材料
5.2.2 二氧化矽修飾的分子篩材料
5.2.3 氧化鑭修飾的分子篩材料
5.2.4 氧化鎢及其他氧化物的修飾
5.3 氧化物修飾分子篩的結構模型及反應過程模擬
5.3.1 磷修飾分子篩的結構模型計算
5.3.2 氧化鑭修飾分子篩的結構模擬計算
5.4 碳四烯烴催化裂解反應研究
5.4.1 分子篩酸性及孔道結構對碳四烯烴催化裂解反應的影響
5.4.2 烯烴裂解反應機理研究
5.4.3 烯烴裂解反應過程中的積炭機理研究
5.4.4 催化劑水熱穩定性及工程基礎
參考文獻

第6章 反應控製相轉移及選擇氧化多孔催化材料
6.1 引言
6.2 反應控製相轉移催化材料及烯烴環氧化反應
6.2.1 磷鎢雜多酸季銨鹽類反應控製相轉移催化新材料
6.2.2 烯烴環氧化
6.2.3 直接以過氧化氫水溶液為氧源的丙烯環氧化研究
6.3 含鈦多孔催化材料及烯烴環氧化反應
6.3.1 Ti-HMS分子篩的水熱閤成和甲基接枝改性
6.3.2 氣相四氯化鈦接枝法製備Ti－HMS催化劑和甲基接枝改性
6.3.3 不同矽烷接枝對含鈦HMS分子篩的物化和催化性能的影響
6.3.4 環己烯環氧化製環氧環己烷的研究
參考文獻

第7章 催化材料的原位動態譜學錶徵
7.1 拉曼光譜錶徵技術進展
7.1.1 紫外激光拉曼光譜簡介
7.1.2 過渡金屬雜原子分子篩的紫外共振拉曼光譜研究
7.2 Fe／ZSM－5分子篩的閤成及譜學錶徵
7.2.1 分子篩閤成機理研究
7.2.2 Fe／ZSM－5催化劑中鐵物種光譜錶徵
7.2.3 原位拉曼光譜研究Fe／ZSM－5催化劑上一氧化二氮分解的活性位及其反應機理
7.3 核磁共振原位錶徵及其應用
7.3.1 共結晶分子篩孔結構的超極化氙核磁共振研究
7.3.2 烯烴歧化催化劑的固體核磁共振研究
7.4 負載型氧化鋅催化材料的激光誘導熒光光譜研究
7.4.1 熒光光譜的原理
7.4.2 負載型氧化鋅催化材料的激光誘導熒光光譜研究
7.4.3 亞納米級氧化鋅簇的穩態熒光光譜和時間分辨熒光光譜研究
7.5 二氧化鈦、二氧化鋯相變研究
7.5.1 二氧化鋯錶麵相變的紫外拉曼光譜研究
7.5.2 二氧化鈦錶麵相變的紫外拉曼光譜研究
參考文獻

第8章 催化新材料閤成的分子設計與方法
8.1 丙烷氧化脫氫催化劑的理論模擬與分子設計
8.1.1 丙烷氧化脫氫催化劑的量化模擬
8.1.2 丙烷氧化脫氫催化劑的反應研究及新型催化劑設計
8.2 正丁烷異構化反應的機理研究與催化劑設計
8.2.1 引言
8.2.2 催化劑的製備和核磁共振測試
8.2.3 SZ係列催化上正丁烷的異構化反應
8.2.4 Cs25Ho.5 PWl2040催化劑上1－13C－正丁烷的異構化反應
8.2.5 H-MOR催化劑上1－13C－正丁烷的異構化反應
8.2.6 正丁烷異構化反應機理的探討
8.2.7 小結
8.3 新結構多孑L催化材料的閤成方法研究
8.3.1 介孔二氧化矽材料的形貌控製
8.3.2 多級有序沸石材料納米組裝及催化特性
8.3.3 無機一有機雙模闆法製備蛋殼型納米材料
8.3.4 高水熱穩定的介孔材料
參考文獻

精彩書摘

　　1.2.1 多孔催化材料在低碳烯烴生産中的應用
　　低碳烯烴一般是指乙烯、丙烯和丁二烯等，其中乙烯、丙烯及其衍生物（如乙二醇、環氧丙烷等）是最重要的閤成材料生産原料，其需求量一直很高。傳統的乙烯和丙烯生産方法是采用非催化的蒸汽裂解工藝，該工藝存在著反應溫度高、能耗高、烯烴收率較低，同時副産大量低附加值的碳四烯烴等問題。近年來，隨著低碳烯烴需求量不斷增加，石油資源短缺矛盾日益突齣，開發低能耗、低物耗、利用新資源生産低碳烯烴新工藝已成為其技術發展趨勢，這些技術包括FCC增産丙烯技術，烯烴裂解製乙烯、丙烯技術以及以煤或天然氣為資源的甲醇製烯烴技術等，上述技術均采用具有擇形性能的沸石類多孔材料作為催化劑。最近，Bellussi和Pollesel對沸石在生産低碳烯烴技術中的應用進行瞭綜述。
　　1.2.1.1 FCC增産丙烯催化劑及工藝技術
　　FCC工藝主要用於生産汽油、柴油、煤油等成品油，同時可生産少量的丙烯（3％～6％）和乙烯（1％一2％），通過對催化劑和工藝的改進，可提高丙烯的收率，其中催化劑的改進主要是在原有的Y型沸石催化劑中，添加具有擇形催化性能的ZSM一5分子篩，從而改變反應機理。研究錶明，添加劑的加入，使得催化裂化過程中，催化劑中的Y型沸石與ZSM一5分子篩發生協同作用，在Y型沸石上發生裂化反應的烴類碳陽離子在ZSM一5分子篩上進一步裂化生成低碳烯烴，從而抑製瞭在Y型沸石上的氫轉移反應，可以增加低碳烯烴的收率和汽油的辛烷值，當FCC催化劑的ZSM一5分子篩添加組分質量分數達到10％時，丙烯收率（質量分數）可以達到9％以上。但是催化劑ZSM一5含量增加提高丙烯收率的同時，會帶來重油組分收率增加，因此對催化劑和反應工藝改進工作不斷進行，在催化劑方麵主要是通過對ZSM一5分子篩的改性，提高其活性，同時調變催化劑的孔徑分布，提高反應分子與催化活性中心接觸幾率，如GraceDavison公司開發的PMC係列催化劑，Albemarle公司的A：FX添加劑和ACTI（）N係列催化劑，BASF’公司的添加劑等。在反應工藝方麵，主要是通過提高反應溫度、增加劑／油比等提高丙烯收率，包括印度石油公司的INDMAX工藝、中國石油化工股份公司（簡稱中國石化公司）的DCC工藝等。
　　1.2.1.2 低值烯烴選擇裂解製丙烯催化劑及工藝
　　碳四一碳八烯烴是蒸汽裂解、催化裂化以及費一托閤成等工藝的副産物，通過選擇性裂化可將其轉化為丙烯産物，提高附加值，同時解決丙烯需求增加的矛盾。近10年來，該工藝技術的開發是國際石油化工行業以及相關學術研究機構研究的熱點，並已取得良好的進展，目前已開發的工藝包括：KBR公司的Supexnex工藝。

前言/序言

　　催化是化學工業的核心技術，催化新材料的發明和應用是推動化學工業技術進步的重要動力。多孔催化材料是石油化工中應用最為廣泛的高效催化材料，從20世紀60年代開始將分子篩（微孔）材料首次應用於催化裂化過程以來，多孔催化材料的研究就成為催化科學和材料科學領域非常活躍的一個分支，特彆是近20年來，具有不同孔道結構和骨架組成的多孔材料的閤成發展迅速，各種新結構多孔材料層齣不窮，通過調變材料的孔道結構和骨架組成，可以製備齣具有優良性能的催化功能材料，並使相關石油化工工藝技術獲得進步。近年來，隨著石油資源緊張形勢日益嚴重，通過石油化工新技術的開發，提高石油資源利用率或開闢石化産品生産的替代資源新路綫，實現石油化工過程的節能環保，已成為石油化工技術發展的必然趨勢，而多孔催化材料的創新是實現石油化工技術創新發展的關鍵。
　　2003年，國傢科學技術部《國傢重點基礎研究發展計劃》設立瞭“新結構高性能多孔催化材料創製的基礎研究”項目，其目標是通過從多孔催化材料的基礎研究入手，開展催化材料閤成的理論計算及分子設計研究，發展多孔催化材料的閤成方法學，解決多孔催化材料的催化功能化、孔道尺寸調變、原位譜學錶徵和分子設計等關鍵科學問題，從而閤成新結構、高性能多孔催化材料，促進石油化工技術的創新。該項目通過“産學研”的緊密結閤.將多孔催化材料的創新方嚮與石油化工的重大需求緊密結閤，凝練並解決多孔催化材料研究中的關鍵科學問題。特彆通過發展催化原位錶徵技術，實現在原子和分子層次對催化材料結構以及催化反應機理本質的認識，對於促進多孔材料的創新及催化技術的提升具有重要的意義。通過5年的研究工作，在滿足石油化工重大需求方麵和催化基礎理論與催化研究新方法等方麵均取得瞭重要的進展。
　　根據項目專傢的建議，項目組將主要研究工作和重要進展進行瞭係統的總結，並匯編成這本學術著作。本書內容較為豐富，並具有重要的參考價值。該書的齣版將對我國材料科學、催化科學，特彆是石油化工催化技術的研究提供有益的參考。

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