《環境友好型多金屬氧簇的結構設計與催化特性》是依託北京理工大學，由胡長文擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：環境友好型多金屬氧簇的結構設計與催化特性
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：胡長文
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多金屬氧酸鹽(POMs)是一類具有酸性和氧化性的環境友好型催化劑，在石油化工、材料、環境及能源等領域具有重要套用，國際上已有若干個POMs催化的反應實現了產業化。目前POMs化學已成為多學科交叉研究的熱點領域。本項目聚焦新型POMs的結構設計、表征方法和催化特性，開展有序孔結構POMs的結構設計組裝策略、催化活化芳香烴C-H鍵、石油氧化脫硫特性及光催化分解水制氫和氧的性能三個方面內容的創新研究；建立POMs的結構設計組裝與表征新方法；發現新型POMs光催化分解水的特性與構效關係規律，闡明POMs催化斷裂C-H鍵及形成C-C鍵的作用機理；突破固體POMs催化劑的溶出、回收和再利用技術瓶頸，開闢MOFs擔載POMs催化劑的固載化新途徑，為環境友好型POMs催化劑在化工和石油化工等領域中的套用提供科學依據和技術支撐。該項目對於豐富和發展POMs化學及其拓展催化套用領域具有重要科學意義和套用價值。
結題摘要
多金屬氧酸鹽(POMs)是一類具有酸性和氧化性的環境友好型催化劑，在石油化工、材料、環境及能源等領域具有重要套用，國際上已有若干個POMs催化的反應實現了產業化。目前POMs化學已成為多學科交叉研究的熱點領域。本項目聚焦新型POMs的結構設計、表征方法和催化特性，開展新型POMs的結構設計策略、催化醇分子需氧氧化、活化芳香烴C-H鍵及石油氧化脫硫特性等方面內容的創新研究，主要取得如下成果：1、設計合成了有機官能化的多釩氧簇和貴金屬配合物修飾的多金屬氧簇，將它們套用到醇分子的需氧氧化和C-H鍵活化反應中，顯示出優異的催化性能。對其催化機理進行了深入研究，得到了高活性的中間體。 2、探索了POM@MOFs材料的納米化新途徑，得到兩親性、多孔性及雙酸活性位點協同作用的新型催化材料，有效地實現了多酸催化劑在油相中的均勻穩定分散，在石油深度脫硫反應中顯示出優異的催化活性。進一步設計合成了晶面選擇性酸催化劑POM@MOFs，突破了傳統MOFs催化劑的孔道尺寸限制效應，首次實現了對亞微米尺度的POM@MOFs材料的晶面調控，深入探索了不同形貌亞微米晶的形成機理。3、以缺位多鎢酸鹽為前驅體將鈮（鉭）引入到酸性及中性反應體系中，得到多種新型結構的Nb(Ta)/W混配型多酸簇，深入研究了Nb(Ta)/W混配型多酸在溶液中組裝規律和衍生化反應條件。另外，將S作為中心雜原子或將鈷離子配合物引入到多鈮氧簇體系中，得到了5中結構新穎的多鈮氧簇。4、設計合成了Ti/W混配型多酸銀鹽，獲得了具有較高產氧及降解染料活性的光催化劑。深入研究了銀及鈦的引入對Keggin型鎢磷酸光吸收性質的影響。5、用電噴霧質譜對夾心型多鎢氧簇的溶液行為進行表征，研究了稀土修飾的多鎢氧簇在溶液中的自組裝機理。
