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乙炔氢氯化反应高效无汞催化剂开发及应用研究

申报人:徐浩淼 申报日期:2023-03-06

基本情况

第二十七期“上海交通大学大学生创新实践计划”
乙炔氢氯化反应高效无汞催化剂开发及应用研究
创新训练项目
工学
环境科学与工程类
创新类
环境科学与工程学院
徐浩淼
指导教师
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1. 科技部重点研发计划青年科学家 耦合双检测系统的大气汞和烟气汞在线测量与质控技术(在研)2022.10-2025.09

2. 国家自然科学基金面上项目 二氧化硫驱动下氯--汞团簇的形成机制及其应用基础研究(在研)2022.01-2025.12

3. 国家自然科学基金青年基金 新型硫属化合物的制备及其对高浓度烟气汞的吸附作用机制 (已结题) 2019.01-2021.12

4. 上海市教育发展基金会晨光计划 耐硫型材料开发及对烟气汞集中控制研究(在研)2021.01-2023.12

1. 硬件设施方面:实验室拥有各类催化剂制备仪器(如管式炉、水热釜、离心机等)、乙炔氢氯化操作设备(包括气相色谱等),分析测试中心配备有XRDXPSFTIR等分析测试设备,满足催化剂合成与性能测试的全部条件。此外,实验室还配备有专业模拟计算设备,可以满足催化剂机理分析要求。

2. 人员配备方面:安排博士生和博士后协助指导。

3. 配套经费方面:目前承担国家和省部级项目多项,能保障充足的科研经费用于项目实施过程中的各项支出。

聚氯乙烯(PVC)是全球用途最广的通用塑料之一。丰富的煤炭资源使得我国超70%的氯乙烯都采用乙炔氢氯化反应制备,然而该方法严重依赖氯化汞催化剂,其最大的问题是汞催化剂使用寿命短、活性汞组分流失严重;近期出台的国际《水俣公约》严格限制该含汞催化剂使用,因此寻求无汞催化剂替代品已经关乎行业生存。本选题拟将汞污染控制中的氯活化策略应用到催化剂设计上,并探索出以金属氯化物为活性中心的全新催化体系,并进一步对其关键催化转化机制深入研究,为解决该行业的卡脖子问题提供理论指导和材料支撑。主要研究内容如下:

1. 新机制突破:研究氯化氢活化和乙炔吸附在催化剂上的新路径;建立氯化氢生成活性Cl*,乙炔中C≡C的断裂和C-Hσ*轨道能级等与活性的构效关系;

2. 无汞催化材料构建:优化金属基催化材料,根据金属内聚能、金属氧化物形成能以及单原子形成能优化合成方法及催化选择性和活性;

3. 再生活化方法:建立氯气回流再生方法,利用逆向Deacon反应实现氯气对Cl*补充,实现长期高效催化。

选题成员

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指导教师

序号 教师姓名 电子邮箱 所属学院
1 徐浩淼 登录状态下查看 环境科学与工程学院 第一指导教师

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结束