研究方向:
1.水热催化
1.通过废弃生物质焦油制备性能良好的催化剂。
通过对废弃生物焦油进行碳化、造孔和改性,通过负载不同的金属和非金属制备具有多种性能的多孔碳催化剂,完成对废弃污染物的合理利用。
2.利用焦油衍生的碳基催化剂催化糖类物质制备高价值的呋喃化合物
通过对果糖、葡萄糖脱水过程进行研究,利用制备的多孔碳催化剂,通过对催化剂进行改性,高选择性地制备高价值的呋喃类化学品(五羟甲基糠醛和呋喃二甲酸)。
3.对微藻生物油进行脱氮提质
在水热条件下去除藻类生物原油的杂原子,通过对吡啶、喹啉、吲哚进行加氢脱氮,防止后续提质过程中催化剂的中毒。
2.光热协同催化实现CO2高值化利用
光热协同催化甲烷干重整
针对甲烷二氧化光热耦合干重整反应,研究光热协同作用的过程机理,设计出高性能,高稳定性的新型催化剂。
(1)对非贵金属催化剂进行合理的结构设计与改性
通过MOFs衍生、核壳结构实现限域效果等方式对Ni基催化剂改性,增强界面相互作用以实现提升DRM反应性能和降低积碳的效果;表征催化剂活性组分在载体中的分散结构、形貌组成、几何结构与电子结构以及催化剂自身吸光性能、物理/化学吸附以及积碳特性等。
(2)光热耦合催化甲烷干重整过程中催化活性评价、催化剂防积碳与再生研究:
通过连续式反应装置分别研究甲烷二氧化碳干重整在热催化、光催化、光热催化转化合成气过程,探究不同实验条件对产物的产率,转化率及选择性的影响规律;深入探究不同实验条件对甲烷二氧化碳干重整过程中催化剂积碳失活的原因,筛选出催化活性及稳定性较优的催化体系,通过引入助剂改变载体的结构性质来提高催化剂的消碳能力;研究氧化、还原条件下失活催化剂的再生方法及影响条件。
(3)基于微反应动力学的甲烷干重整光热耦合反应机理研究
针对甲烷二氧化碳干重整反应,基于Ni基及其改性催化剂进行详细的微反应动力学研究,考察不同反应条件对主要反应路径和动力学相关步骤的影响规律,对采用的详细反应机理进行层级式简化以获得简化机理模型和相关速率方程;通过简化的机理模型采用Arrhenius公式计算催化剂上反应物的活化能以及产物的形成能,并结合DFT计算与原位光谱等表征方式对不同催化模式的过程机理进行深度探究。