Mo基分子筛催化剂在甲烷无氧芳构化反应中积炭失活研究

基本信息
批准号:21805300
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:黄鑫
学科分类:
依托单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:焦熙,解启龙,王进,赵珂珂
关键词:
富勒烯分级消除失活限域碳甲烷
结项摘要

The methane nonoxidative dehydroaromatization (MDA) has attracted much attention from various research groups in the world during recent decades owing to the important scientific value and potential application prospect. The coking-caused deactivation of the Mo-based zeolite catalyst in the MDA is considered the main problem to be tackle for its commercial application, because the coking formed by methane cracking is more thermodynamically favorable than the formation of the aromatic under nonoxidative conditions. In this project, the static properties and dynamic behavior of various coking (include fullerene-based coking and confined carbon), the formation, growth mechanism and effect of fullerene-based coking and confined carbon, as well as structure-performance relationship between the hollow capsule architecture and various coking will be investigated by the hierarchical elimination method, operando spectroscopy and steady state isotopic transient kinetic analysis (SSITKA) in the MDA process. The mechanism of methane activation and coking-caused deactivation will be disclosed, and the effect of various coking on the structure and catalytic properties of the Mo-based zeolite catalyst will be elucidated in the MDA reaction. Our project lays the theory foundation for the design of the highly stable and coking-resistant catalyst, and makes the MDA process more stable.

甲烷无氧芳构化反应由于兼具重要的科学价值和潜在的应用前景,因而一直以来备受国内外学者的广泛关注。目前限制甲烷无氧芳构化反应工业化应用的瓶颈在于催化剂积炭失活问题。本课题拟通过“分级消除”方法来研究Mo基分子筛催化剂在甲烷无氧芳构化反应中各种类型积炭(包括富勒烯积炭和限域碳)的静态性质和动态演变行为,其次采用实时原位技术和稳态同位素瞬变动力学分析研究富勒烯积炭和限域碳的形成、生长机理和作用机制,最后探索分子筛中空胶囊结构与各种类型积炭之间的构效关系。阐明甲烷无氧芳构化反应中Mo基分子筛催化剂上甲烷活化和积炭失活机理,揭示富勒烯积炭和限域碳对催化剂结构和反应性能的影响规律。本课题为抗积炭、高稳定性催化剂设计奠定了理论基础,进一步提高甲烷无氧芳构化过程的稳定性。

项目摘要

目前限制甲烷无氧芳构化反应工业化应用的瓶颈在于催化剂积炭失活问题,而积炭失活机理尚不清晰。本研究采用“分级消除”策略研究富勒烯积炭和限域碳对MDA性能的影响。利用原位UV-Raman和高分辨脉冲实验阐明了富勒烯积炭对甲烷无氧芳构化反应(MDA)过程的影响;并研究了Mo/中空胶囊HZSM-5催化MDA反应中积炭分布对MDA失活贡献的影响;采用高分辨脉冲反应结合同位素标记技术研究MDA反应过程中碳催化循环路径以及限域碳的作用;最后,采用operando XAS研究MDA反应中Mo物种的演变行为。本项目从分子原子水平上深刻认识Mo基分子筛催化MDA反应过程中积炭失活机理。为抗积碳、高稳定性催化剂设计奠定了理论基础,进一步提高甲烷无氧芳构化过程的稳定性。在青年基金的支持下,共发表Catalysis Science & Technology封面论文两篇和燃料化学学报一篇,协助培养硕士研究生一名。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
3

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
4

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

DOI:10.19336/j.cnki.trtb.2020112601
发表时间:2021
5

基于MODIS-NDVI数据的植被碳汇空间格局研究——以石羊河流域为例

基于MODIS-NDVI数据的植被碳汇空间格局研究——以石羊河流域为例

DOI:10.16089/j.cnki.1008-2786.000360
发表时间:2020

黄鑫的其他基金

批准号:51308388
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11402245
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11303051
批准年份:2013
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21474025
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51808532
批准年份:2018
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11873060
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:50908138
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401172
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61701418
批准年份:2017
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81303301
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21901232
批准年份:2019
资助金额:22.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51507107
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21807121
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81903778
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21676171
批准年份:2016
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:11772313
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81201414
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81771532
批准年份:2017
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:51678403
批准年份:2016
资助金额:69.00
项目类别:面上项目
批准号:51678351
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:21871069
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:81673684
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51606177
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

有机/无机杂化法制备甲烷无氧芳构化催化材料:控制Mo物种在分子筛中的分布

批准号:21303069
批准年份:2013
负责人:管景奇
学科分类:B0202
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

Mo/HZSM-5甲烷无氧芳构化催化剂的双功能特性

批准号:20473086
批准年份:2004
负责人:徐奕德
学科分类:B0202
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
3

碳氢燃料在分子筛催化剂上超临界催化裂解反应中的积炭沉积和失活模型研究

批准号:21206201
批准年份:2012
负责人:羡小超
学科分类:B0803
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

Mo/HZSM-5甲烷无氧芳构化双功能催化机理的理论计算研究

批准号:20773058
批准年份:2007
负责人:周丹红
学科分类:B0301
资助金额:24.00
项目类别:面上项目