中国科学院地奥奖学金评审表

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懋焱弘
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1 中国科学院大连化学物理研究所优秀博士后奖励基金申请表申请人 : 研究组 : 学科专业 : 合作导师 : 苗登云 DNL 2102 组物理化学潘秀莲填表日期 : 2017 年 10 月 23 日中国科学院大连化学物理研究所制

2 姓名苗登云性别男出生日期民族汉学历 / 学位研究生 / 博士专业技术职务毕业院校中科院大连化物所专业工业催化 ( 拟 ) 入站时间入站性质统招统分在职人员 dengyunmiao@dicp.ac.cn 联系电话学起止年月所在单位 / 专业所获学位习简青岛科技大学 / 化学工程与技术工学学士历大连化物所 / 工业催化工学博士工作经历起止年月所在单位职务博士论文题目高效水汽变换 Pt/ 磷灰石催化剂及其在钯膜反应器中的应用指导教师姓名 Andreas Goldbach/ 徐恒泳 ( 限 800 字 ) 水汽变换 (WGS) 反应是重要的制氢过程,WGS 反应 Pd 基膜反应器与传统 WGS 制氢相比具有众多优点本文主要围绕高效 Pt/ 磷灰石 WGS 催化剂及其在钯膜反应器中的应用开展研究, 主要研究内容及结论如下 : 在 Pt/CaHAP 催化剂中, 提高 Ca/P 比可提高其 WGS 反应速率,Ca/P 与催化剂表面活化博士学位论文摘要 H2O 的能力有关,H 2 O 分子可通过与路易斯酸性的 Ca 2+ 3 配位以及与 PO 4 上的碱性 O 形成氢键得到活化,Pt/CaHAP 反应速率比传统的 Pt/CeO 2 高 30%, 催化剂在 673 K 具有很好的稳定性阳离子和阴离子取代对于 Pt/ 磷灰石催化剂的活性有一定的影响 Pt/SrHAP 的活性高于 Pt/CaHAP 氟离子取代后的 Pt/ 氟磷灰石催化剂活性比相应 Pt/ 羟基磷灰石的活性高, 其中 Pt/SrFAP 在 573 K 重整气中的 WGS 反应速率 r CO = 0.81 mol mol Pt 1 s 1, 是 Pt/CeO 2 的两倍钯膜反应器中的 CO 转化率高于固定床中的 CO 转化率 PdAu 膜与 Pt/CaHAP-10.5 催化剂组成的膜反应器 ( PdAu & Pt/HAP ) 中 CO 的转化率有较大提高,673 K, 空速为 3750 ml g 1 cat h 1, 压力为 12 bar 时,CO 转化率达到 95%, 远高于热力学平衡转化率 (75.6%), 同时 H 2 回收率高达 85% 通过研究 Pt/CaHAP-10.5 和 FeCr 两种催化剂以及 PdAu 和 PdCu 两种钯合金膜的集成, 显示催化剂性能和膜的性能都对膜反应器有一定的影响 :CO 转化率主要与催化剂的活性有关 ; 相对于催化剂活性, 膜的渗透性能对于膜反应器的 CO 转化率影响较小, 但是对于透氢量有很大的影响 ; 透氢量同时受催化剂活性和膜的渗透性能的影响 1

3 1 主持或参与项目情况 : 项目名称项目来源项目金额起止年度角色 1 高效催化制氢集成技术的研发中国科学院 90 万 RMB 参与 2 论文发表情况 :( 已发表或已接收发表 ) 论文题目期刊名影响因子发表年度 / 卷期 / 页码排入站前期科研情况简介 1 Platinum/Apatite Water-Gas Shift Catalysts 2 Water-gas shift reaction over platinum/strontium apatite catalysts 3 Structure and activity of flame made ceria supported Rh and Pt water 4 Facile synthesis of highly active Rh/Al 2 O 3 steam reforming catalysts with preformed support by flame spray pyrolysis ACS Catalysis /6/ Applied Catalysis /202/ B: Environmental Applied Catalysis /504/ A: Gerneral Applied Catalysis /198/ B: Environmental 3 专利情况: 专利名称授权 / 申请授权 / 申请起始日期排 1 一种磷灰石负载铂催化剂及其申请制备和应用 4 获奖情况 : 奖励名称奖励等级授奖单位奖励年度排 1 延长石油优秀博士生奖学金三等大连化物所中国科学院大学三好学生中国科学院大中国科学院研究生院三好学生学中国科学院研究生院大连化物所优秀共青团员大连化物所

4 博士后研究题目 : 合成气直接转化制备芳烃的研究 ( 简述研究计划的可行性先进性和创新性, 理论和现实意义 ) 博士后工作的研究计划芳烃, 特别是苯甲苯二甲苯 (BTX) 是重要的大宗化学品目前, 芳烃的生产主要依赖于石油, 全球 70% 以上的 BTX 生产来源于石脑油重整考虑到我国的能源结构, 从非石油资源, 如煤页岩气生物质等, 制备芳烃具有重要的战略意义合成气是一种重要的平台, 通过它可以将煤生物质天然气等非石油资源转化为一系列重要的化学品和燃料, 如通过传统的费托合成技术可以将煤转化为油但是, 传统费托路径不能将合成气直接转化为芳烃, 而是需要先将合成气转化为甲醇, 再由甲醇制备芳烃 (MTA) 但是, 该两步法具有过程复杂投资大能量效率低等缺点因此, 合成气一步法直接高选择性地制备芳烃具有重要的理论意义和实用价值 2016 年, 大连化物所的包信和研究员与潘秀莲研究员创造性地采用新型的金属氧化物与分子筛的纳米复合催化剂 (OX-ZEO), 巧妙地将 CO 活化与 C-C 健偶联两种催化活性中心进行有效分离, 从而高选择性由合成气直接制备低碳烯烃 2017 年, 厦门大学的王野教授研究团队利用类似 OX-ZEO 的概念, 将 ZnZrO x 与 ZSM-5 结合用于合成气直接制备芳烃中, 结果显示烃类中芳烃选择性达到 80% 2 ; 同时, 本人所在的课题组也报道了一种 ZnCrO x 与 ZSM-5 的复合催化剂, 该催化剂可以高选择性地将合成气转化为芳烃, 其中芳烃选择性达到 74%, 同时该催化剂显示出较好的稳定性 3 由此可见, 将金属氧化物与分子筛复合, 可以实现一步高选择性地将合成气转化为芳烃但是, 该体系依然存在着一些问题, 例如催化剂活性较低芳烃中苯甲苯二甲苯 ( 简称为 BTX) 选择性较低等 ; 同时在基础研究方面, 氧化锌的作用反应的中间物种等仍然存在较大的争议基于此, 本人博士后期间的研究工作将在本课题组已经取得的具有原创性的成果基础上, 集中研究氧化物 ( 主要为氧化锌基的部分可还原的金属氧化物 ) 与分子筛的复合, 催化合成气直接转化高选择性制芳烃首先通过改变氧化物的组成结构新的催化剂制备方法, 以创造更多的 CO 活化所需要的活性位, 提供其催化性能 ; 结合表征并与理论计算合作, 研究锌物种的存在形式化学环境缺陷结构, 及其对 CO 和氢气的活化模式的影响规律, 最终对反应性能的影响机理 ; 通过调变氧化物和分子筛的耦合方式 ( 包括组成结构和距离上的耦合方式 ), 研究影响一氧化碳转化活性以及芳烃特别是 BTX 选择性的关键因素, 并理解其中的作用机理, 以期高选择性地一步制备 BTX 该高效催化剂的成功研制, 将能够高活性高选择性地将合成气直接转化为富含 BTX 的芳烃, 为实现从非石油路线制备 BTX 提供一条新的技术路线, 也进一步拓展了申请人所在实验室提出的 OX-ZEO 的双功能催化合成气转化的概念, 具有重要的科学意义和应用价值 ; 同时对于其中科学问题的研究, 有利于人们更加深入的理解合成气的活化以及定向转化机理, 对于其他合成气转化高效复合催化剂的开发具有重要的借鉴意义 1 参考文献 : 1. F. Jiao, J. Li, X. Pan et al, Science 2016, 351 (6277), K. Cheng, W. Zhou, J. Kang et al, Chem 2017, 3, J. Yang, X. Pan, F. Jiao et al, Chem. Commun. 2017, 53,

5 本人承诺本人承诺 : 申请表所填内容均真实可靠对因虚报伪造等行为引起的后果及法律责任均由本人承担本人签字 : 苗登云 2017 年 10 月 31 日 4

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中国科学院地奥奖学金评审表中国科学院大连化学物理研究所优秀博士后奖励基金申请表申请人 : 研究组 : 学科专业 : 合作导师 : 填表日期 : 唐海莲 502 组物理化学张涛 207 年 0 月 7 日中国科学院大连化学物理研究所制姓名唐海莲性别女出生日期 987 年 2 月 0 号民族汉学历 / 学位博士 / 工学博士专业技术职务毕业院校大连化学物理研究所专业工业催化 ( 拟 ) 入站时间