工业催化剂的高稳定性是其耐用性和使用寿命的基本保证,其中本质因素是催化活性中心的稳定性,采用创新方式构建稳定活性中心是催化剂成功开发的必要手段。本研究拟在前期研究的基础上采用分子设计方法深入研究如何促进杂多酸粒子的稳定化。研究通过选择适当的官能团分子在有序介孔碳材料上进行表面功能化构建定向锚定基点和纳米尺度空间,利用功能化疏水基团的特定尺寸对杂多酸粒子进行单分散设计和疏水保护,促进其催化活性中心的稳定。通过对催化剂的结构、性质的详细考察,揭示功能化基团种类对微空间尺寸的调控作用,阐明微空间性质对杂多酸粒子稳定化的影响;同时利用高分散杂多酸粒子的高活性、高稳定性进行绿色化学工艺的开发,具有显著的工业应用背景。项目在深入理解介孔碳材料的结构特征、微空间构建和催化活性中心稳定化要素的基础上,通过理论研究和实验积累,试图找到一类设计催化活性中心稳定化的有效方法以满足实际应用的需要。
mesocarbon;microspace;heteropolyacid;active site;green process
催化剂活性中心稳定化问题在催化化学中很普遍。其中较为重要是如何制备稳定化催化剂和提高催化剂寿命,国内外对这类问题的研究很重视。我们针对这些问题进行了深入研究。首先采用分子设计方法深入研究促进杂多酸粒子的稳定化。通过选择多种具有不同碳链的有机硅分子在有序介孔碳材料上进行表面功能化构建定向锚定基点和纳米尺度空间,利用功能化疏水基团的特定尺寸对杂多酸粒子进行单分散设计和疏水保护,促进其催化活性中心的稳定。得到稳定性极好的固体酸催化剂,取得了一系列有特色的创新性成果。