重要石油化工过程负载型金属催化剂的多级结构设计与控制

针对催化重整、选择性加氢反应等重要石油化工过程，以实现催化反应过程的高转化率、高选择性、高稳定性等为目标，围绕负载型金属催化剂多级敏感结构设计与控制展开研究，揭示催化材料的可控制备规律和多级结构与催化性能之间的内在联系。提出通过催化剂微观、介观和宏观尺度上的多级结构控制及多尺度协同提高催化活性、选择性和稳定性；提出通过前体拓扑转变法控制催化剂的分散度、通过载体表面网阱效应提高催化剂分散稳定性、通过自组装阵列控制活性晶面优先取向等思路实现催化剂多级结构控制。发展2-3类重要石化过程催化材料，"量体裁衣"地构建高效催化剂体系。

针对重要石化过程负载型金属催化剂催化活性、选择性、稳定性的结构敏感性，围绕催化剂结构设计和控制中的共性科学问题，即在微观尺度如何实现活性中心电子结构等的调变，在介观尺度如何实现活性晶面优先取向和相关缺陷位的控制，在宏观尺度如何实现催化活性中心分散结构的设计与控制，提出利用具有晶格定位作用的层状结构实现催化剂多级结构控制的研究思路：利用“表面网结构效应”及“表面阱结构效应”控制金属活性位分散及分散稳定性；利用二维层板的限域效应控制金属活性位相关晶面取向及缺陷位；利用层状结构规整性及层板组成可调性控制金属活性位电子结构和表面成键。以此科学思想为指导，针对选择性加氢反应、石脑油重整反应、合成气高效转化等重要石油化工过程，量体裁衣的发展了多种负载型高分散金属催化材料，取得了突破性进展。