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功能性多孔材料的制备和性能研究

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登记号:G20200829

所属行业:科学研究和技术服务业

学科分类:材料科学其他学科;

关键词: 催化 微波吸收 多孔材料

绿色分类:生物质废弃物/副产物回收利用;

  • 基本信息
成果名称: 功能性多孔材料的制备和性能研究
成果登记号: G20200829 学科分类: 材料科学其他学科;
绿色分类: 生物质废弃物/副产物回收利用; 项目关键词: 催化  微波吸收  多孔材料    
推荐单位:

华东理工大学

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 合资合作, 成果所属行业: 科学研究和技术服务业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

本项目属于“材料科学技术”学科中“无机非金属材料学其它学科”-新材料领域。围绕多孔材料的绿色制备、性能强化(催化及吸波性能)等关键科学问题,建立高性能多孔材料的制备方法。研究了碳材料,金属复合氧化物,硅铝复合氧化物的制备策略,建立了材料结构与性能的构效关系,并开辟了新的应用领域(微波吸收),获得了原创性的研究成果。项目的技术创新内容和特点在于:(1)开创了碳基固体酸/碱催化剂的一步、绿色化制备新策略。首次采用对甲基苯磺酸作为磺酸根的来源,廉价的生物质作为碳源,在温和条件下一步碳热制备了高比表面积、酸量可调的碳基磺酸催化剂。该催化剂在果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(HMF)的反应中具有优异的活性和稳定性。首次采用MgO作为Mg源,间苯二酚等作为碳源,制备了碱强度高于MgO、且水热稳定性优异的碳基C-O-Mg固体碱,负载Pt之后在HMF催化氧化制备呋喃二甲酸的反应中,表现出优异的活性和稳定性。(2)提出了功能性介孔复合金属氧化物制备的新途径,拓展了其应用领域。利用乙烯基修饰的介孔二氧化硅作为硬模板,通过乙烯基官能团与金属离子的相互作用及介孔的毛细作用,合成了高度有序的介孔LaCoO3和NiFe2O4。前者在甲烷的催化燃烧中具有优异的活性,可用于甲烷的氧化消除;后者具有优异的微波吸收性能,可用于电磁屏蔽。深入研究发现以此方法合成的介孔LaCoO3除具有高的比表面积之外,还具有一定比例的高价态金属离子和相对含量较高的活性氧物种O22-/O-,使得该材料具有优异的催化氧化活性;而尖晶石结构的介孔NiFe2O4优异的吸波性能来自于纳米尺度效应和介孔材料的反射性能。(3)建立了水热稳定的介孔氧化硅/硅铝复合物的制备及酸性位、手性位的锚定方法。利用半氟表面活性剂的高热稳定性,和碳氢表面活性剂复配,在NaCl的辅助作用下合成了高度有序、水热特别稳定的Al-SBA-15。利用羧酸修饰的SBA-15为载体,通过酯化反应实现了均相催化剂-金鸡纳碱在SBA-15的一步化学键联,避免了金鸡纳碱预修饰再嫁接所造成的ee值的降低。本项目发表SCI论文69篇,SCI他引2354次,其中8篇代表性论文SCI他引673次;获中国发明专利授权5项。加州洛杉矶分校的Abu-Omar教授高度评价我们一步法制备磺化碳的新策略;威斯康辛麦迪逊分校的Huber教授认为我们合成的Pt/C-O-Mg在生物质的转化中具有优异的活性和稳定性。普瓦捷大学的Duprez教授大篇幅引用和评价我们在介孔钙钛矿合成和催化性能研究方面的成果,认为该工作是高度有序介孔钙钛矿的首次合成。马普所的Schüth教授高度评价了我们合成NiFe2O4尖晶石的工作,认为该材料微波吸收性能优异。项目进行过程中获上海市优秀学科带头人1人,上海市曙光学者1人,教育部新世纪优秀人才1人,完成人多次受邀在国内外学术会议做大会报告和特邀报告。

姓名: 王艳芹 性别:
出生日期: 2020-08-27 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 梅陇路130号
电子邮件: cg@ecust.edu.cn
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