天然氣及合成氣高效催化轉化的基礎研究

1、項目名稱：天然氣及合成氣高效催化轉化的基礎研天然氣及合成氣高效催化轉化的基礎研究首席科學家：包信和包信和起止年限：2005.122005.12至2010.112010.11依托部門：中國科學院中國科學院道效應（限域效應、擇形效應等），和助劑的促進作用等都與上述有關反應機理的問題相關。這些因素對反應機理中的具體步驟產生影響，從而影響反應活性以及產物的類型和分布。因此這些問題的解決對于合理解釋合成氣催化轉化過程的復雜影響因素和可控產物分布的

2、高效催化劑的設計、研制具有重要的指導意義。眾多的研究結果表明，催化材料的構筑，包括活性組分的分散程度、活性中心結構、微環(huán)境、落位、載體的孔道結構等，能極大地影響其在甲烷和合成氣轉化反應中的活性和選擇性。例如，最近的研究發(fā)現(xiàn)，催化材料中鈷顆粒的大小不僅明顯改變FT合成反應的活性而且改變產物選擇性。粒子大小有可能對鏈增長、鏈終止等基元反應步驟產生影響。如限域在分子篩孔道中的1.3nm的鈷的不僅反應活性高且不生成C20以上產物，相反10nm的

3、鈷的C20以上產物占20%。從反應機理層次上看，針對催化材料中活性中心結構及其所處環(huán)境是如何影響反應的基元步驟、主導反應途徑并進而控制反應的活性和選擇性的研究還不成熟。要開展該方面的深入研究，首先必須建立可控活性位結構、活性相大小和微環(huán)境的催化材料的制備方法。綜上所述，本項目著重針對下述問題進行研究。(1)基于納米科學和技術的結構導向新催化材料的制備基于納米科學和技術的結構導向新催化材料的制備新催化過程和新催化材料的發(fā)展始終是催化科學和

4、技術發(fā)展的基礎和重要驅動力。甲烷和低碳烷烴催化轉化中涉及到高溫反應和選擇性受熱力學限制等問題。這些難題的解決必須依靠新過程的發(fā)展和新材料的創(chuàng)新。近年來，納米技術以及納米粒子獨特的物理和化學特性引起了廣泛的重視，在各個不同領域中涉及到“納米”的研究得到了非常迅速的發(fā)展。事實上，催化研究在它的一開始就廣泛涉及到納米尺度問題。人們很早就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，催化反應往往不能在整體（Bulk）金屬表面發(fā)生，而催化問題也不是一個單分子或單原子問題。早期的概念