介孔MOFs限域多金属氧簇体系的构建及其催化氧化-吸附协同脱硫性能

The aim of this project is focus on the syntheses of POMs@MIL-101 host-guest composite materials using the mesoporous metal-organic framework MIL-101 as confinement host material,the polyoxometalates possessing different structures and chemical composition as the encapsulated guest,through four assembling routes,one-step self-assembly,post-synthetic impregnation,ship in bottle,and building bottles around ships.To investigate the advantage of POMs supported on MIL-101,the reaction conditions,assembling laws and host-guest interaction of this materials will be studied by employing the multi-dimensional characterization methods,the ralationship between assembling routes and the composition,structure and morphology of the materials will be also discussed.This project will study the one-step synergetic desulfurization of the macromolecular organic sulfides in diesel fuel based on catalytic oxidation over POMs coupled with selective adsorption by MIL-101,as well as the infulence of the composition,crystal structure and morphology on catalytic activity and absorptive selectivity.Through these studies in this project,we will explore the correlationship between the chemical composition, structure and the properties of bi-functional catalyst POMs@MIL-101,and obtain the assembling strategies,and expoundthe mechanism of catalytic oxidation coupled with selective adsorption desulfurization,and reveal the confinement effects of host, as well as synergistic effects of host-guest.

本项目以介孔金属-有机骨架材料MIL-101为限域主体，不同结构和组成的多金属氧簇（POMs）为包裹客体，通过一步自组装、主体原位组装、笼内原位组装和后合成浸渍等多种组装方式制备MIL-101主体-POMs客体复合材料（POMs@MIL-101）。通过对材料多角度的表征和分析，研究此类材料的合成条件、组装规律及主-客体相互作用，探讨组装方式与材料的结构、组成和形貌的关系，考察MIL-101作为POMs新型载体的优越性。研究此类材料对柴油中大分子硫化物的【POMs催化氧化-MIL-101选择性吸附"一步"协同】脱除性能，考查其组成、结构、形貌对催化活性和吸附选择性的影响。认识双功能催化材料POMs@MIL-101结构与性能之间的构效关系，获取几种新颖结构POMs@MIL-101的组装策略，阐明其催化氧化-选择性吸附吸附耦合脱硫机理，揭示材料的主体限域效应及主-客体协同增效作用。

本研究以介孔金属-有机骨架材料MIL-101 为限域主体，不同结构和组成的多金属氧簇（POMs）为包裹客体，通过主体原位组装、笼内原位组装和后合成浸渍等多种组装方式制备了MIL-101 主体-POMs 客体复合材料（POMs@MIL-101）。通过对材料多角度的表征和分析，研究了此类材料的合成条件、组装规律及主-客体相互作用，探讨了组装方式与材料的结构、组成和形貌的关系，考察了MIL-101 作为POMs 新型载体的优越性。研究了此类材料对柴油中大分子硫化物的POMs 催化氧化耦合MIL-101 选择性吸附“一步”协同脱除性能，考查了其组成、结构、形貌对催化活性和吸附选择性的影响。认识了双功能催化材料POMs@MIL-101 结构与性能之间的构效关系，获取几种新颖结构POMs@MIL-101 的组装策略，阐明了其催化氧化-选择性吸附吸附耦合脱硫机理。. 此外，本研究还进行了多酸为前驱体的加氢脱硫催化剂的定向构建，采用自组装、溶液生长等方法合成得到4种钼镍原子紧密结合的双金属原子杂多酸簇，对这4种杂多酸簇进行了多角度的表征和分析；同时以这些镍钼杂多酸簇为前驱体制备HDS催化剂并与常规前驱体制备的催化剂对比，采用各种表征手段对催化剂进行了多角度分析，考察了镍钼杂多酸簇的硫化过程，研究硫化温度、时间、杂多酸簇结构类型、Ni、P助剂等因素对形成MoS2纳米晶的影响，探讨了催化剂活性相的形成过程，在“分子水平”上实现了高活性NiMoS活性相的定向构建与转化，揭示了镍钼杂多酸簇为前驱体制备HDS催化剂的构效关系，为新型高效HDS催化剂的合理设计与定向制备提供了重要理论基础。