分會(huì)

第三十六分會(huì)： 多孔功能材料

摘要

氣?固/液?固異相反應(yīng)是生物質(zhì)氣化、燃煤污染物脫除以及原油精煉等能源、環(huán)境、化工過(guò)程的重要反應(yīng)類型；無(wú)論作為固相反應(yīng)物、吸附劑還是催化劑，多孔材料在異相反應(yīng)中均扮演著重要角色。在反應(yīng)過(guò)程中，流體相反應(yīng)物需先在催化劑的孔道網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生物質(zhì)輸運(yùn)，逐漸接近分布在材料內(nèi)部的反應(yīng)活性位點(diǎn)，進(jìn)而發(fā)生目標(biāo)反應(yīng)，因此，多孔材料孔隙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理序構(gòu)是提升吸附、催化性能的基礎(chǔ)，多孔材料納米、亞納米尺度孔隙結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)表征則是揭示構(gòu)效關(guān)系的關(guān)鍵。針對(duì)多孔材料孔隙結(jié)構(gòu)的表征，傳統(tǒng)的氣體入侵方法（如低溫N2吸附）和二維圖像法（如TEM）難以直觀地反應(yīng)孔道的立體形態(tài)和連通性，且單一表征方法由于分辨率和探測(cè)視野之間的矛盾，無(wú)法獲得微米—納米跨尺度的孔隙全景信息。本文以石油精煉過(guò)程中最常見(jiàn)的流化催化裂化（FCC）所采用的沸石類催化劑為研究對(duì)象，提出采用X射線斷層掃描（Tomography）和聚焦離子束氦離子顯微鏡（FIB-HIM）相結(jié)合的手段，深度解析了多孔催化劑內(nèi)部的三維孔隙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和活性組分分布，進(jìn)一步與傳統(tǒng)的孔隙表征方法如低溫N2吸附、壓汞等結(jié)合，獲得了0.4 nm?30 μm范圍內(nèi)的全尺度孔徑分布。在此基礎(chǔ)上，基于獲得的FCC顆粒內(nèi)孔隙網(wǎng)絡(luò)模型開(kāi)展了滲透性模擬，并引入改進(jìn)的非線性規(guī)劃（NLP）算法對(duì)孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了強(qiáng)化物質(zhì)輸運(yùn)性能最優(yōu)的孔隙配組模式。本文研究結(jié)論對(duì)高性能多孔催化劑的合成提供了指導(dǎo)，提出的整體優(yōu)化流程對(duì)多孔材料設(shè)計(jì)具有普遍性參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞

X射線斷層掃描;聚焦離子束氦離子顯微鏡;孔隙網(wǎng)絡(luò);FCC催化劑;滲透性

線上墻報(bào)僅限年會(huì)已繳費(fèi)參會(huì)代表觀看。

您還沒(méi)有登錄，請(qǐng)您先 點(diǎn)擊這里登錄

郄志鵬 北京工業(yè)大學(xué) 共1人點(diǎn)贊了這篇線上墻報(bào)。