PDF《江苏省重点实验室》

江苏省重点实验室

2018 年度报告 重点实验室名称:江苏省绿色催化材料与技术重点实验室 承担单位:常州大学 实验室主任:陈群 主管部门:常州市科技局 填报人:吴康 联系

电话:0519-86330167

2019 年01 月 第一部分 基本情况

一、实验室概况 实验室主 任姓名陈群 性别 男 出生年 月1963.

7 专业功能催化材料、清洁 生产工艺 技术职务 研究员最高学 位 本科 手机13906123032 电子邮箱13906123032@126.com 实验室常 务副主任 姓名/性别 / 出生年 月/专业/技术职务 / 最高学 位/手机/电子邮箱/实验室秘 书 吴康 电子邮箱 wukang@cczu.edu.cn 电话及手 机13775176472 传真0519-86330167 网址 http://che.cczu.edu.cn/s/194/ 建设年份 2012.7 详细地址 江苏省常州市科教城常州大学石 化工业中心 邮政编码

2013164 博士点学 科数

0 硕士点数

2 博士后流动站数0支撑重点 实验室相 关学科情 况(填写 具体学科 名称) 国家一级重点学科 / 江苏省一级重点学科 化学(江苏省 十三五 重点培育学科) 江苏高校优势学科 化学工程与技术 进入 ESI 全球排名前 1%学科 化学、工程学 进入 ESI 全球排名前 1‰学科 /

二、研究方向 序号 研究方向 主要研究内容

1 催化材料的孔、位点等结构调控和绿色制备 围绕影响催化活性与选择性的关键参 数―催化剂孔结构的调控方法和活性 位点结构、成形和表面改性,研发了 不同拓扑结构的介孔纳米氧化硅模 板、环保型低成本模板剂等材料,合 成了一系列用于绿色合成的绿色催化 材料.

2 绿色催化材料应用的工艺研究 围绕清洁生产工艺产业化的关键技术 ―绿色催化材料的应用工艺研究,开 发环境友好材料和环境友好工艺,达 到提高原料利用率、节能、减排的目 标. 注:研究方向应与立项合同保持一致,如有调整需先经学术委员会领证通过,经主管部门 审核后,报省科技厅审批. 第二部分 年度报告

一、本年度主要研究内容、主要进展 (请按主要研究内容分别描述,总字数限

3000 字以内)

1、主要研究内容 研究方向 1:催化材料的孔、位点等结构调控和绿色制备 (1)沸石催 化材料的制备与性能研究.采用软模板技术合成纳米棒堆积的 TS-1 沸石(NTS-1),并以 NTS-1 为载体负载 CoMo 催化剂,研究了 4,6-二甲基二苯并噻吩的加氢脱硫性能.结果表 明,NTS-1 沸石中四配位的 Ti 物种增强了 Mo 物种与载体之间的相互作用,且在反应过程 中起电子助剂作用,促进 MoS2 活性相不饱和硫空穴活性位点的形成,提高催化性能.研制 了多级孔沸石组装过渡金属非均相催化剂,实现高效催化 N-烷基化反应及芳基氟化反应, 在N-烷基化反应中,首次发现在酸性多孔 Beta 沸石上存在两条平行的反应路径. (2) 有机 MOFs 功能材料的研制与应用.采用锌、钙、铋和钼等低毒金属盐与功能有机配体反 应,设计合成含有 Br?nsted 和Lewis 酸活性位点的生物相容性的多核氧簇 MOF 催化剂,实 现对环酯的受控开环聚合.对一些经典的含有多羧基或多羟基配体的 MOFs 进行了改性,如用γ-环糊精和碱金属阳离子配位反应合成层状的纳米级 CD-MOF-1.构建了磁性 MOF 材料 HKUST-1@Fe3O4 的纳米颗粒,对其多孔性做了相关的表征. (3)类水滑石化合物催化材 料的设计制备和性能研究.设计制备了系列含 Cu、Fe、Co、Mn 或Ni 的类水滑石催化材 料,并研究了其在 N-苯基四氢喹啉和硝基甲烷为原料的脱氢偶联反应中的性能.结果表明 含Cu 和含 Ni 类水滑石化合物具有优异的催化活性和底物的耐受性,类水滑石材料的表面 lewis 酸性位在脱氢偶联反应中具有促进作用,在脱氢偶联反应中表现出了 催化氧化 和 酸催化 双功能的催化作用. (4)纳米 Ru 基催化剂的设计和制备.采用多巴胺包覆 的办法制备了氮掺杂碳包裹的 Ru 纳米粒子,外层碳壳的保护抑制了高温晶化过程中粒子的 聚集,结晶度越高,电催化性能越好.使用双层碳保护技术制备了一种性能更佳优异的 Ru 基HER 催化剂. (5)电催化材料的研制.研发燃料电池阴极非贵金属基催化剂,开展 ORR 反应机理及催化剂构效关系的研究,以及基于此催化剂研制的燃料电池性能研究.研 制了上有氧气还原反应(ORR)和氧气析出反应(OER)催化性能的金属空气电池阴极非贵 金属双功能催化剂,并应用于金属空气电池,研究其充放电机理和性能. (6)凹凸棒石 基催化脱硝材料的研究与应用.以天然凹凸棒石纤维为骨架,设计表面复合稀土钙钛矿纳 米粒子为活性组分的新型催化材料,利用改造的 SCR 固定床反应装置,实现了高效的光- SCR 脱硝,巧妙解决了光生电荷迁移后氧化还原活性变差的难题,提升了光能吸收,在保 持了高氧化还原活性的同时表现出良好的低温抗硫抗水性. 研究方向 2:绿色催化材料应 用的工艺研究 (1)含苯环化合物催化加氢催化剂及工艺研究:开发了镍系和贵金属体系 催化剂应用于含苯环化合物催化加氢,例如双酚 A 及双酚 F 催化加氢、壬基酚及壬基酚聚 氧乙烯醚催化加氢、邻苯二甲酸酯类增塑剂催化加氢、间苯二甲腈催化加氢催化剂及工艺 研究,其中壬基酚催化加氢制备壬基环己醇完成了实验室小试,中试装置的设计及运行, 该项目已经完成了中试研究.探索了铜系催化剂应用于酮类、醛类以及酯类物质加氢制备 醇类的技术,进行镍系催化剂应用于煤基乙二醇加氢精制的研究,完成了实验室小试. (2)连续流反应装备及工艺技术开发.拓展该技术在热交换、气-液相反应、非均相混 合、有机合成、分离及其它过程等领域的应用,开发该技术在硝化、氧化、还原、偶合、 重排、酰胺化、溴化、加氢、磺化等反应中的应用研究,其中硝化反应是重点,探索可适 用于硝基胍、硝基氯苯、二硝基萘、己二酸、生物柴油、环氧氯丙烷、卤代芳香醛、硝酸 异辛酯等多种硝化产品的高效合成和规模化生产,实现工艺过程的连续化、安全化. (3)杂环化合物催化合成研究.利用 C-H 键活化途径构建杂环化合物,实现了铑催化的芳 基甲亚胺酸乙酯、α-芳甲酰基硫叶立德的环化反应,并以较高的收率得到了一系列的异喹 啉衍生物,该反应经历卡宾的迁移插入、分子内环化等反应历程.从γ-乙酰氧基取代的联 烯酸酯