《烯烴聚合自固載多孔催化劑的設計合成與催化性能研究》是依託太原理工大學，由竇濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：烯烴聚合自固載多孔催化劑的設計合成與催化性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：竇濤
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以金屬有機骨架多孔分子篩材料（MOFs）的蓬勃發展為機遇，以烯烴聚合反應機理為指導，從烯烴聚合催化劑的構效關係出發，首次提出了烯烴聚合自固載多孔催化劑的設計思想，旨在為烯烴聚合催化劑的研究提供新的理念和思路，在分子層次上實現聚合物的分子設計與組裝，發展具有我國獨立智慧財產權的新一代烯烴聚合催化劑。理論研究將加深對聚合反應催化活性中心的本質、催化機理以及催化劑結構與聚合物微觀結構的關係認識，推動整個後過渡金屬催化劑的發展,為金屬有機烯烴聚合催化劑和均相烯烴聚合催化劑固載化研究注入新的活力。其優勢在於利用金屬有機聚合物的多孔骨架、孔道效應和拓撲結構，實現催化劑自固載化以及聚合物分子結構的可控化，獲得高分子量、低支化密度、高熔點的聚烯烴材料以及高強度、高模量、高取向的聚烯烴納米纖維。研究內容包括催化劑的設計與製備、催化劑的聚合性能評價、催化劑的構效關係以及聚合機理研究四個方面。
結題摘要
首先選用文獻報導的金屬有機骨架材料MIL-101, 通過加入氟化銨(NH4F)、氟化鈉（NaF）或四甲基氫氧化銨（TMAOH）代替強腐蝕性的氫氟酸(HF)對其合成過程進行了改進。然後以MIL-101作為載體，對其進行負載及後處理改性，製備了Ni/MIL-101、ED-MIL-101、M(Ni、Co)-ED-MIL-101四種催化劑。將上述MIL-101催化劑套用於乙烯聚合催化反應，探討了中心金屬離子、反應條件（溫度、時間、Al/Cr比）、助催化劑、後處理改性與乙烯聚合活性、聚合物性能的關係。 其次，在Fe-MIL-53-NH2合成體系中加入不同量的TMAOH及調變反應時間，考察其對產物產率和結晶度的影響，獲得了最佳合成條件。利用吡啶二甲醛通過室溫攪拌或回流的方法對Fe-MIL-53-NH2進行改性，通過氨基與醛基的反應原位生成單亞胺官能團，以進一步絡合金屬形成聚合和齊聚活性中心。 最後採用了帶羧基的二亞胺配體與Zn2+和Co2+絡合形成了新型Zn-MOFs和Co-MOFs，確定了兩種MOFs材料的最佳合成條件。進一步以不帶羧基和帶羧基的二亞胺配體以及Zn-MOFs為原料分別製備了鎳系催化劑Cat-A、Cat-B、Cat-C。研究了催化劑濃度、乙烯壓力、反應溫度、n(Al)/n(Ni)比對催化活性和乙烯齊聚產物的影響規律。實驗表明：催化劑Cat-B和Cat-C是高效的乙烯齊聚選擇性催化劑，配體修飾和活性中心固載化對乙烯齊聚活性和齊聚產物分布具有很大的影響；與Cat-A相比，Cat-B和Cat-C的催化活性提高，同時產物低碳α-烯烴的選擇性增加。
