Profesör Bao Xiaojun (ortada oturan) ve ekip üyeleri görüntü verilerini analiz ediyor. (Görüşülen kişi tarafından sağlanan fotoğraf)

4月10日，一则重磅消息从福州大学化工学院、清源创新实验室传出：鲍晓军教授、朱海波教授课题组联合多家单位，历经6年攻坚，成功研制出首款具备“自愈再生”功能的智能丙烷脱氢铂催化剂，首次实现了催化剂在无氯条件下完全再生，解决了现有再生过程产生大量氯污染物和反应器腐蚀的问题。

İki ezber bozan tasarım

Propilen, plastikler, halılar, maskeler, otomotiv parçaları ve diğer ürünler için temel bir kimyasal hammaddedir ve modern yaşamın vazgeçilmezidir. Küresel ekonominin gelişmesiyle birlikte pazar talebi artmaya devam ediyor. Şu anda, propilenin yaklaşık %10'ı propan dehidrojenasyon (PDH) teknolojisi ile üretilmektedir. Şeyl gazı devrimi, propanı bol ve ucuz hale getirerek PDH teknolojisini kimya endüstrisinde bir "yıldız izi" haline getirdi.

Bununla birlikte, propilene propan dehidrojenasyonu için yaygın olarak kullanılan desteklenen platin küme katalizörlerinin ciddi dezavantajları vardır. Şiddetli çalışma koşulları altında, katalizördeki platin atomlarının atomik seviyedeki kümelerden yüzlerce nanometre parçacıklarına toplanması kolaydır, bu da katalizör sinterlemesinin inaktivasyonuna neden olur.

Deaktive edilmiş katalizörü yeniden etkinleştirmek için, geleneksel işlemin karbon birikintilerini yüksek derecede toksik klor gazı içeren oksitleyici bir atmosferde yakması ve klor yardımıyla platin parçacıklarının yeniden dağılmasını indüklemesi gerekir. Bununla birlikte, bu işlemin yalnızca üretim ekipmanını ciddi şekilde aşındırmakla kalmayıp, aynı zamanda üretim sürecinde çok sayıda klor içeren kirletici yayması ve büyük karbon emisyonları üretmesi gibi bariz dezavantajları vardır ve çevre koruma maliyeti şaşırtıcıdır.

Bao Xiaojun ve Zhu Haibo'dan oluşan ekip bu zorluğun üstesinden geldi ve sorunun özünü doğru bir şekilde sabitledi: klor kullanımından kaçınmak ve katalizörün ömrünü uzatmak. Bu amaçla, katalizör yapısını yeniden yapılandırmak için 6 yıl harcadılar ve sonunda büyük bir atılım gerçekleştirdiler - germanyum içeren zeolit yüklü bir platin katalizörü ortaya çıktı.

Raporlara göre, bu yenilikçi başarı iki yıkıcı tasarım içeriyor: biri, platin atomlarının 800 °C gibi yüksek bir sıcaklıkta bile birleşmemesini sağlayabilen bir "petek güvenli ev" oluşturmak için platin metal parçacıklarını germanyum içeren moleküler eleklerde kapsüllemek; İkincisi, katalizör karbon biriktirme ile devre dışı bırakıldığında, hava ile ısıtılır ve platin parçacıkları otomatik olarak tek atomlu bir duruma "parçalanır" ve karbon birikimi, tüm süreçte klor gazına ihtiyaç duymadan yandıktan sonra yeniden birleştirilebilir ve devam ettirilebilir ve rejenerasyon döngüsü büyük ölçüde uzar.

该催化剂极为神奇，在“脱氢反应-烧炭再生”循环中展现出“Pt8团簇⇌Pt1单原子”动态可逆转化的特性。在800℃氧化环境连续处理长达10天后，孔道内铂物种稳如泰山，首次达成无氯氧化气氛中超百次完全再生，为全球化工界所瞩目。

Yeşil bir devrim yaklaşıyor

作为我国石油加工领域学术带头人之一，鲍晓军近30年投身理论研究与技术研发。据清源创新实验室介绍，针对汽油质量升级难题，他带领团队研发三代成套技术，市场占有率超三分之一，助力生产超1亿吨清洁汽油，利润超200亿元。

Bu büyük başarıdan bahseden Bao Xiaojun, başarının proses problemlerini çözmek ve değerli metal katalizörler tasarlamak için yeni bir yol açtığını, endüstriyel katalizörlere "kendi kendini uyarlama" ve "kendi kendini iyileştirme" yetenekleri kazandırdığını ve onları farklı ortamlara esnek bir şekilde yanıt verebilen akıllı katalizörlere dönüştürdüğünü söyledi.

Bu teknolojinin avantajları olağanüstü. Çevrenin korunması açısından, klor rejenerasyon süreci kökten elimine edilecek, klor kullanımı ortadan kaldırılacak ve karbon emisyonları azaltılacak; Ekonomik olarak, rejenerasyon enerji tüketimini azaltır, ekipman korozyonunu azaltır ve hizmet ömrünü uzatır; Performans açısından laboratuvar, sürekli rejenerasyon döngüsünün geleneksel katalizörlerinkinden 10 kat daha uzun olduğunu ve yüksek sıcaklıkta sinterleme önleyici katalizörlerin tasarımı için yeni bir yol açması beklenen büyük bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.

Bao Xiaojun'un ekibinin araştırması bundan çok daha fazlasıdır, "kendi kendini iyileştiren rejenerasyon" propan dehidrojenasyon katalizöründen "kirlilik azaltma ve karbon azaltma" baca gazı denitrifikasyon katalizörüne kadar, moleküler elek katalizörlerinin neden olduğu yeşil bir devrim demleniyor.

Moleküler elek malzemelerinin yeşillendirilmesi, yüksek performanslı ve düşük maliyetli hazırlanmasının zorluklarıyla karşı karşıya kalan ekip, nano ölçekli depolimerizasyona ve doğal minerallerin yeniden birleştirilmesine dayalı yüksek performanslı moleküler eleklerin hazırlanması için düşük maliyetli bir yeşil sentez yolu önerdi ve bir dizi mikro gözenekli moleküler elek ve heteroatom moleküler eleklerin pilot ölçek büyütme üretimini ve pilot performans değerlendirmesini tamamladı. Araştırma sonuçları, yüksek performanslı moleküler elek katalitik malzemelerin sentezini yeşil hale getiriyor ve aynı zamanda ucuz doğal minerallerin yüksek katma değerli kullanımı için yeni bir yol açıyor ve 2022 yıl içinde Çin Kimya ve Mühendislik Derneği'nin temel araştırma birincilik ödülünü kazandı.

Hammadde olarak doğal silikon-alüminyum minerallerini kullanan moleküler elek öncü yeşil sentez teknolojisine dayanan ekip, Shaowu, Nanping'de 27 start-up yüksek teknoloji işletmesini kuluçkaya yatırdı ve sınıf gözenekli ZSM-0 moleküler elek ve moleküler elek bazlı katalizörlerin başarılarının dönüşümünü ve uygulanmasını gerçekleştirdi. Şu anda, Profesör Bao Xiaojun tarafından geliştirilen katalitik parçalama benzininin hidrojenasyonu ve modifikasyonu için moleküler elek bazlı katalizör serisi, dünya çapında 0 birim setinde büyük ölçekte kullanılmış ve Ulusal Bilim ve Teknoloji İlerleme Ödülü'nün ikincilik ödülünü iki kez kazanmıştır.

Araştırma sonuçları laboratuvardan "çıkıyor"

Quanzhou Belediye Hükümeti liderliğindeki Quanzhou Şehri, Quangang Bölgesi'nde (Quangang Kampüsü, Petrokimya Mühendisliği Okulu, Fuzhou Üniversitesi), Fuzhou Üniversitesi ve Sinochem Quanzhou Petrochemical Co., Ltd.'ye güvenerek Fujian Eyaletindeki ilk inovasyon laboratuvarlarından birini ortaklaşa inşa etmek için - Qingyuan İnovasyon Laboratuvarı, Bao Xiaojun laboratuvarın yönetici direktörü olarak görev yapıyor.

Bao Xiaojun, laboratuvarın "kurumsal Ar-Ge laboratuvarda düşüyor ve laboratuvar endüstriyel zincir üzerine inşa ediliyor" kavramına bağlı kaldığını ve başarıların dönüşümünü hızlandırmak için her türlü çabayı gösterdiğini söyledi. Teknoloji ve ürünlerin pilot ölçeğinin sadece başlangıç noktası olduğuna ve inovasyon zinciri ile endüstriyel zincirin derin entegrasyonunun sanayileşmeyi gerçekleştirmenin ve yeni bir endüstriyel küme oluşturmanın anahtarı olduğuna inanıyor. Bugün, onun liderliğindeki araştırma ekibi aktif olarak araştırıyor, pratik yapıyor ve bu entegre gelişim yolunda istikrarlı bir şekilde yürüyor.

Laboratuvarda endüstri, üniversite, araştırma ve uygulamanın derin entegrasyonunun avantajı ile ekip, taşıyıcı olarak kendi fikri mülkiyet haklarının teknolojisini ve ürünlerini kullanır ve ekibin ve Profesör Cai Weilong gibi araştırmacıların bir dizi ileri teknolojisini ustaca entegre eder, örneğin "moleküler elek bazlı baca gazı denitrifikasyon katalizörü", "polifenilen sülfür yüksek performanslı elyafın anahtar teknolojisi", "enerji tasarrufu sağlayan yüksek akı kaplamalı filtre malzemesinin anahtar teknolojisi", "yüksek akı katalitik filtre malzemesi hazırlama teknolojisi" vb. ve yüksek sıcaklık ve düşük tozlu SCR denitrifikasyonu için entegre bir teknoloji geliştirmiştir.

Bu çekirdek teknoloji, 4 yıldır Çin Çevre Koruma Endüstrisi Derneği'nin ekolojik çevre koruması için pratik teknik ekipman ve gösteri projeleri listesine seçilmiştir. Bu teknoloji ile, Qingyuan İnovasyon Laboratuvarı, 0 ve 0 yıl içinde Quanzhou Şehrinde 0 start-up yüksek teknoloji işletmesini art arda kuluçkaya yatırdı ve ayrıca Hangzhou ve diğer yerlerden 0 ilgili işletmeyi Hui'an İlçesindeki Huidong Yeni Enerji Endüstri Parkı'na taşınmak üzere çekti.

Bao Xiaojun'un ekibi her zaman üretim ve araştırmanın geliştirme yönünü demirledi ve rüzgarı ve dalgaları sonuna kadar sürdü. Bir yandan, teknoloji yinelemesine artan güç enjekte etmek için Ar-Ge merkezleri inşa etmek için önde gelen işletmelerle birlikte çalışıyorlar; Öte yandan, kendi geliştirdiği teknolojilerin sanayileşme sürecini finansal "canlı su" ile zenginleştirmek ve laboratuvardan pazara kadar inovasyon başarılarının hızını hızlandırmak için risk sermayesi fonları kurmak için yerel kamu iktisadi teşebbüsleri tanıtıldı.

Bu bir dizi yenilikçi önlemden yola çıkan ekip, endüstriyel bir küme oluşturmak için katalitik malzemeler, enerji tasarrufu ve çevre koruma ve ekipman imalatı alanlarında önde gelen işletmeleri entegre etmek için inisiyatif aldı. Ana iş olarak kirlilik azaltma ve karbon azaltma için yeni teknolojilerle 20 ton/yıl heteroatom moleküler elek üretim hattı, 0m^0/yıl petek faz denitrifikasyon katalizörü üretim hattı vb. gibi birçok proje var ve çıktı değerinin önümüzdeki 0 yıl içinde 0 milyar yuan'ı aşması bekleniyor ve kimya endüstrisinin yeşil gelişimine katkıda bulunuyor.