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2005年度国家自然科学奖


甲烷直接催化脱氢转化为芳烃和氢新反应的研究

由中国科学院大连化学物理研究所徐奕德等完成

    该项目属化学科学领域。甲烷是天然气和煤层气的主要组分。甲烷分子构型高度对称,是自然界中最为稳定的碳氢化合物之一。长期以来,甲烷直接催化转化制备高品质液体燃料和化学品一直是化学研究的热点和前言课题之一。
    该项目主要研究成果为:(1)首次实现了在无氧和连续流动下,甲烷在Mo/HZSM-5催化剂上直接转化为芳烃和氢的反应,并证明了Mo/HZSM-5催化剂的双功能特性;(2)指出Mo物种的价态和落位,分子筛的孔道结构和B酸中心分布是决定甲烷无氧芳构化催化剂反应特性的关键因素;(3)获得了有关分子筛B酸中心在反应过程中的动态变化的信息; (4)阐明了分子筛的B酸中心是Mo物种迁移进入分子筛的孔道的驱动力,定位于分子筛孔道内的Mo物种在反应中起主要作用;(5)证明结焦主要发生在分子筛的B酸中心上;(6)发展了甲烷氧化偶联(OCM)和无氧芳构化(DHAM)的耦合反应过程,可以明显提高反应的活性和稳定性;(7)开发了一种新型的Mo/MCM-22催化剂,具有潜在的工业应用价值。
    自1993年至2003年底,该项目在国际学术期刊上发表68篇论文,其中Angewa Chem.1篇,CHEMICAL COMMUNICATIONS 4篇,JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B5篇,JOURNAL OF CATALYSIS 9篇和LANGMUIR 1篇。SCI他引655次。在国内学术期刊上发表论文50余篇。已获授权专利8项。1999年和2003年应邀在国际上发表有关综述性文章2篇。

 

 

                                      

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