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英文名称:Industrial Catalysis
主管单位:西北化工研究院
主办单位:西北化工研究院
出版周期:月刊
出版地址:陕西省西安市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1008-1143
国内刊号:61-1233/TQ
邮发代号:52-200
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1992
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
核心期刊:
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
期刊简介
《工业催化》(月刊)创刊于1992年,由西北化工研究院主办。国内外公开发行,是国内工业催化领域惟一的专业刊物,也是一个跨行业、多角度报道化学工业进展的科技期刊。《工业催化》现为中国科技核心期刊,其主要论文被美国《化学文摘》等国内外十五种著名数据库收录。期刊主要引证数据在全国化工类期刊中名列前茅。期刊获得第五、六届全国石油和化工行业优秀期刊一等奖。
储伟,1965年出生,四川大学教授,博导,国家教育部新世纪优秀人才,四川省学术与技术带头人。1995年获北美催化协会J. Kokes Grant奖;1995年获得美国化学会ACS评优。2013年12月份获得国际ENI Award环境保护大奖提名(意大利ENI公司是世界500强前100名)。研究领域方向为纳米碳材料(碳纤维、石墨烯)、等离子体技术应用、清洁能源转化和储存技术(油气转化、氢能、锂电池、电容器)、二氧化碳捕获利用封存(CCUS)高效技术、催化燃烧和尾气治理技术及新型高效催化材料的研究开发等。发表学术论文300余篇,论文被引用大于3160次。所负责或主研的多个项目已进入中试应用。以第一排名获四川省科技进步奖二等奖2项,获得中国石油与化学工业青年科技突出贡献奖。
目前有80%以上的化工产品是借助催化剂生产出来的,因而催化剂与化工生产密切相关。特别是新型能源催化材料与环境材料的研究和应用,正在给现代工业带来创新和发展。
在能源催化和环境材料研究领域中,有众多有志之士。储伟15岁怀揣梦想考进南京大学,毕业后经国家教委选拔远赴法国留学。经过六年多的勤奋苦学和大量的科研实践,26岁获得法国博士学位。当身边的同龄人还在努力地找寻人生方向的时候,他已经走在了通往理想的道路上――科研创新之路。他勤奋好学,熟悉四门外语;科研路上脚踏实地,勤勤恳恳。在能源催化与环境材料领域中执著探索和创新。
心系环保,执著创新
在全球气候变化和极端气候事件越来越多的严峻形势面前,包括中国在内的世界大国和发达国家都在积极采取措施对温室效应进行有效控制。有着强烈公益心的储伟教授心系环保,毅然决定利用自己的专业知识投身祖国新能源材料和环保事业,为国家做出积极贡献。早在1998年,储伟教授已经开始应用辉光放电等离子体技术,进行强化催化剂制备的研究工作,他是世界上进行此项创新研究的先驱人员之一。他将创新技术应用于费托合成制清洁油品高效催化剂、减排二氧化碳催化转化用催化剂等,并在这些方面取得了显著的效果和多项创新成果。
自2009年开始,他积极参与四川大学校长谢和平院士领导的部分研究工作,在二氧化碳矿化利用和二氧化碳的催化利用和固化等方向开展积极的研究,例如天然钙镁盐电化学矿化二氧化碳联产碳酸盐利用;CO2催化固化制碳材料及其利用,催化剂和过程的改进研究;二氧化碳矿化利用过程的分子模拟研究;用太阳能电能降低成本的催化制氢技术和二氧化碳催化利用和固化封存等。
在充分掌握了的理论知识和实验技能后,会产生更多的新思想、新方法、新成果。依托相关项目,储伟教授在费托合成用纳米钴基催化剂、合成气催化选择转化用催化剂、天然气催化活化用催化剂等多方面开展了系列科研活动,均取得丰硕成果和奖励。其中,辉光放电等离子体技术促进了纳米钴基催化剂的分散度,经过协同调控可显著提高纳米催化剂的活性中心数和催化合成气制备清洁燃料的性能;对开发“绿色燃料”具有重要的战略意义和应用前景。
在介孔结构催化剂的研制和应用、贮氢材料方面、催化燃烧方面、Co-B选择加氢催化剂等方面均取得了优良的进展。在能源催化环境材料领域中,储伟教授及其课题组对新型固体酸催化剂开展了一系列研究,制得的新型固体酸催化剂具有很好的反应稳定性;在进行简单处理后还可再生,能重复利用,具有良好的工业应用前景。
创新的关键在于自主创新,在于将自主创新的成果实现产业化,变为最终的产品和商品,真正转化为现实生产力。所以在科研中,储伟教授很注重理论与应用相结合。1999年至今,他已负责多项应用项目的研发工作,如异丁烯氢甲酰化制异戊醛的高效催化剂与新工艺研究(重庆西南合成制药厂)、分子筛TS-1催化丙烯环氧化制环氧乙烷(成都琢新生物技术有限公司)等,都实现了理论成果到应用的转化。
刻苦钻研,屡有成果
经过二十多年的学术积累和沉淀,凭着自己和团队的勤奋、好学和执著,储伟教授主持了很多科研项目,同时也获得了大量的荣誉。但看得见的是成绩,看不见的是荣誉背后付出的艰辛和汗水。
在科研的沃土上,他不断耕耘,不断收获。自1992年以来,储伟教授负责承担和完成了国家级和其他科研攻关项目20余项,并取得了显著成绩。例如:国家自然科学基金重大项目专题“合成气定向转化制低碳醇用新型高效催化剂与反应调控机制”的研究,国家“973”计划重大项目分题2个,国家自然科学基金项目4个,中国科学院重大项目,四川省杰出青年基金项目等。2007年5月9日出版的国际顶尖刊物Chemical Reviews上,发表了储伟教授研究组与法国同行专家合作完成的“合成气高效转化制清洁燃料用钴基催化剂的制备和表征”方面的论文。该论文的发表在国内外产生了明显的学术影响,该6年来已经被SCI引用400多次。
他在国际一区刊物Angew. Chem. Int. Ed.、Chemical Reviews、ChemSusChem、Journal of Catalysis、J Mater Chem A、ACS Catalysis、Applied Catalysis B、Nanotechnology等发表的论文被SCI/EI国际检索收录300余篇次;论文被引用大于3160次,i10 index 82。主编出版40余万字的《催化剂工程》;申请发明专利31项, 其中3项美国发明专利,已获得授权发明专利十余项,并以第一排名获得四川省科技进步二等奖2项。在人民大会堂举行的2008年“全国化工科学技术大会”上,储伟教授荣获“中国石油和化学工业青年科技突出贡献奖”,全国仅13名大奖获奖者,该奖项是表彰在推动中国石油和化工工业的科技进步、促进行业发展中做出重大贡献的青年科技工作者。这体现了国家行业主管部门和同行业专家对他们研究工作和取得的突出成绩的高度重视和肯定。
由于深厚的学术积累和突出的科研能力,储伟教授还受邀担任了部分社会职务。他任J. Energy Chem.、纳米科技、天然气化工、工业催化、America J. Appl.Chem.等6种刊物编委;任四川省环境保护环境催化与材料工程技术中心副主任;国家“985”平台四川大学学术带头人。除此之外,他还在国际国内学术大会(分会)和国内外知名大学做邀请报告20余次,并担任学术大会主持或分会主席10次。
储伟教授所领导的研究小组有着广泛的国内外学术交流。自1998年以来,他先后以客座教授的身份与多所国际著名大学在国外开展科学研究,近年在世界500强沙特SABIC公司利雅得研究院任高级科学家3年 (项目首席科学家)。国内外参与学术交流的经历,让储伟教授积累了丰富的科研工作经验,在国际前沿领域和国家重大需求的新能源催化材料和技术,节能降耗技术,大气污染治理和碳资源循环利用等方面对相关问题开展积极的创新思考和实践探索。
辛勤耕耘,桃李满园
论文摘要:本文主要从统计学的角度着手,进而根据反应类型,对气相氧化催化剂的制备和组成的不同进行论述。
氧化催化剂的制备方法,概括地说与一般固体催化剂制备方法没有什么差异。从一些专利看到的工业催化剂的制备方法,其制备上艺相当复杂,看起来,各种催化剂的制备方法极为杂乱,这是由于想要研制一个对某一反应最为有利的催化剂而引起的。但其中还有很多通用部分。看起来制备方法繁多,可是在类似前反应中,用类似的制备方法多数是有效的。然而也有未必完全如此。有一些实际情况可证明这一看法,较好的例子如:丙烯氧化制取丙烯醛所用的催化剂,其组成和方法基本上与异丁烯氧化制取甲基丙烯醛所用的催化剂通用,然而,用于丙烯醛氧化制取丙烯酸的催化剂,其组成和制备方法却不能与甲基丙烯醛氧化制取甲基丙烯一样,反之对甲基丙烯醛氧化有效的催化剂(甲基丙烯酸效率高),将它的组成和制备方法用丁丙烯醛的氧化,没有显示出什么好的结果。如果查明原因,或许是本应如此。
前多数情况是,催化剂的开发优先于研究催化剂的作用机理,所以目前是类似的反应采用类似的催化剂制备方法,而不同反应则采取不同的制备方法,从这两种观点来进行研究。
首先是氧化催化剂要采用什么元素,除了银以及铂外,这些元素部是以氧化态使用的,基本上不单独使用,而是多与其他元素组配成二元或二元以上组分使用。氧化物中除了碱金属明显地不能作为催化剂之外,有20多种元素大体上都能制成这种气氧化反应催化剂。应该省略出现频率比较少锌等这几种元素,到目前为止在这种氧化反应中未起重要作用。但不能说将来也不起作用。出现频率最高的是钒,其次是钼、钨、铁、钴,镍。钨与钼同属于ⅥB族,性质也相似,而钨没有象钼那样的升华性质,所以多以钨代替钼。作为能形成阳离子的金属召得最多的是第Ⅷ族第四周期的元素。
氧化催化剂虽有不用担体的,但多数是担载在担体上使用。三趋催化剂的担体几乎都可以使用。只是与氧起反应的物质,例如活性炭,只能用于非常特珠低温下的氧化反应(据专塑对氧安定的石墨的例子)。使用的担体主要有:硅胶、粘上、铝矾上、氟镁石、石棉、钢铝石,碳化硅、浮石、氧化籼寺等。担体在工业上很重要,例如将氟镁石担体改为使用熔钛时,其他条件不变。
催化剂制备方法的要点,在于将适用于该反应的元素组合和硅定担体,以及把元素和担体制成实用的催化刑。文献只简单地提到怎样在担体上担载金属,如何成形为合适出颗粒,在空气中于500℃焙烧等。而实际上要求在高温下不刊层,还要具有相当的机械强度,不粉碎,而且作为催化剂,为了能最大限度地发挥其性能,要根据所用元素、担体及反应条件多方面考虑。还有在空气中加500℃焙烧时,催化剂性能还不能到焙烧炉的形式、通入空气的速度、从常温升到500℃的升温方式、在500℃的处理时间等所影响。这些方面难以统一论述,只能对各个催化剂分别讨论。
以氧化钒为主体的氧化催化剂到目前为止基本上仍然有效地使用于所有的氧化反应,可以说是个万能催化剂。近来在烯烃氧化、氧化脱氢和氨氧化方面虽不常用,但在二氧化硫之类的无机化合物前氧化以及烷烃、芳香烃、醇、醛等的氧化反应中广为使用,而且最有成效。现将使用氧化钒系的有代表性的反应飞所用的助催化剂、担体,活化方法等汇总在一起二氧化硫,萘、邻二甲苯以及丁烯的氧化时雪用氧化钒作主在组分,而不用氧化钼,其它组分只不过用作助催化剂而已。芳烃化合物的氨氧化反应也大体如此。笨氧化时,氧化钼是作为准主催化剂与氧化钒共用的,而在一醛氧化时,钼与钒的比例倒过来,此时氧化钒量只相当于氧化钼。担体使用一般的惰性物质,但也有不用担体的由熔融法制得出氧化钒催化剂。一般在氧化反应中,细孔多的表面积大的催化活性高,伹选择性低。与此相反,活性低的却选择性,所以应当选择具有对该反应孔分布适宜担体,不用担体的熔融催化剂表面积最小,只有0.5米2左右。制备方法大致相同,将偏钒酸铵或五氧化二钒溶于水,或是加热熔,浸渍在担体上。
当以偏钒酸铵为原料时,可将它直接溶干水,将制成的水溶液加到担体中。当以五氧化二钒原料时,制成熔融的无担体催化剂,或是溶附在担体上。还有在硫酸中用二氧化硫气体作成硫酸氧钒的溶液,与担体和助催化剂相混合的方法。用这种方法制成催化剂最后一道工序是进行活化。就氧化钒催化剂的活性和选择性而言,与下面将要讨论的氧化钼催化剂相比,因活化时的空气量、有无还原性物质、升温速度、焙烧时间等条件的影响,而导致非常大的变化,此时不仅对孔分布和表面积起决定作用,而且与附近有这么多出氧化状态要保侍相对应的结晶形态有关。氧化钒催化剂可分为如下三种:
1、主催化剂只是氧化钒,不含氧化钼的催化剂。
2、含氧化钼,但其含量较氧化钒少的催化剂。
3、含氧化钼多于氧化钒的催化刘。-
氧化硫氧化用的氧化钒催化剂,为了使它具有充分稳定的活性,必须进行预处理,要在高温下经过几小时,或在低温下经过几小时处理。而且,在有机化合物氧化时,强化剂用还原性气体在高温下预处理也有活化效果。
参考文献
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