作者：張孜翰、張凈銘
????近日，由武漢理工大學(xué)材料等學(xué)院的張凈銘、劉一航、張孜翰、雷坤浩、高成鳳、吳思佳、鄒進(jìn)成七位本科生組成的節(jié)能減排團(tuán)隊(duì)在高品質(zhì)石油催化劑綠色制備技術(shù)——一步液滴法的研究上取得了新的突破。在陳麗華老師的指導(dǎo)下，該節(jié)能減排團(tuán)隊(duì)已探索出了一種高效綠色的石油催化技術(shù)。
????我國(guó)是石油化工大國(guó)，2017年石油化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已達(dá)14.5萬(wàn)億元，22種主要化工產(chǎn)品的產(chǎn)量居世界第一，然而我國(guó)傳統(tǒng)的催化劑制備技術(shù)由于其能耗高、污染大、性能一般，使得我國(guó)石油化工產(chǎn)業(yè)催化劑供不應(yīng)求，且核心技術(shù)遭到國(guó)外封鎖。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2018年中國(guó)的煉油能力達(dá)80000噸/年，且數(shù)量還在增加。如何充分利用我國(guó)的石油化工資源，加強(qiáng)石油催化劑在煉油中的的催化效率，對(duì)增加經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)環(huán)境有重要戰(zhàn)略意義。因此，發(fā)展高性能、低能耗催化劑綠色制備技術(shù)刻不容緩。
????據(jù)了解，我國(guó)石油催化劑現(xiàn)存的問(wèn)題表現(xiàn)在催化效率低、壽命短、穩(wěn)定性差、制備工藝污染嚴(yán)重之中。我國(guó)傳統(tǒng)的工業(yè)催化裂化催化劑多由高嶺土、氧化鋁和功能成分做基體通過(guò)粘結(jié)的方法擔(dān)載催化活性組分沸石分子篩，其催化劑中載體材料和沸石分子篩之間的不同等級(jí)孔道相互獨(dú)立無(wú)法有效貫通，是導(dǎo)致其催化活性低、壽命短、穩(wěn)定性差的根本原因，且催化劑載體氧化鋁的合成方法主要是堿沉淀法和酸沉淀法，這些制備過(guò)程由于使用無(wú)機(jī)酸或水溶劑，必然伴隨著大量的廢液，造成大量的環(huán)境污染。
????針對(duì)傳統(tǒng)催化劑的四大問(wèn)題，他們研發(fā)出一套可以適應(yīng)不同經(jīng)濟(jì)、性能需求的具備高催化活性、長(zhǎng)使用壽命及高穩(wěn)定性的等級(jí)孔Al2O3材料的可調(diào)控體系。據(jù)節(jié)能減排團(tuán)隊(duì)張凈銘同學(xué)介紹，通過(guò)在結(jié)構(gòu)上利用等級(jí)孔氧化鋁的孔孔交叉貫通性及孔道體系各屬性的可調(diào)性來(lái)提高催化劑的流通性進(jìn)而提升催化效率。從材料方面，等級(jí)孔氧化鋁的孔道比例、 孔徑分布、比表面積、孔表面屬性、純度、熱穩(wěn)定性及機(jī)械強(qiáng)度可控調(diào)節(jié)化與傳統(tǒng)催化劑所采用的普通氧化鋁載體相比，有了質(zhì)的提升。制得的氧化鋁載體材料相較于當(dāng)前的傳統(tǒng)催化劑所用的氧化鋁材料，具有高活性、長(zhǎng)壽命及高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。從技術(shù)方面：本項(xiàng)目針對(duì)石油工業(yè)污染嚴(yán)重的問(wèn)題，旨在開(kāi)發(fā)出最優(yōu)化等級(jí)孔氧化鋁載體材料的一步液滴法快速制備技術(shù)，突破國(guó)外技術(shù)的封鎖，所開(kāi)發(fā)出γ-Al2O3材料具有高的比表面積，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，且低成本、綠色化等級(jí)孔催化劑的制備技術(shù)的研發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)了石油產(chǎn)業(yè)的減排目的。
????據(jù)悉，該成果目前正在申請(qǐng)4項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，題為“一種等級(jí)大孔-介孔γ-Al2O3催化劑載體材料制備方法及其孔道屬性調(diào)節(jié)體系”、“一種不同鈦硅比的具有晶間介孔的等級(jí)孔TS-1分子篩單晶及其制備方法”、“一種具有晶間介孔的等級(jí)孔SAPO-34分子篩單晶及其制作方法”、“一種銅基MOF碳化衍生催化材料的制備及作為選擇性催化加氫催化劑的應(yīng)用”。
????據(jù)悉，以上是該節(jié)能減排競(jìng)賽小組階段性的成果，他們將于2019年4月上旬參加全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽武漢理工大學(xué)校內(nèi)選拔賽。
