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上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室

上海市绿色化学与化工过程绿色化重点实验室

400-6699-117转1000

  重点实验室规划确立了绿色功能材料、"原子经济性"反应和高选择性反应、化工过程绿色化、精细化学品的绿色合成、替代能源与天然气化工五个研究方向,各个方向既有明确分工,又有相互交叉和合作,共同围绕绿色化学和化工过程绿色化这一中心课题开展科学研究和技术开发。

 

  绿色功能材料

  1、 新催化材料是创造发明新催化剂、开发绿色化工技术的重要基础。研制新催化材料是提高反应原子经济性的有效途径之一。重点实验室以应用基础研究为重点,致力于具有烃类选择氧化/酸催化性能和手性结构新型分子筛材料、功能化离子液体、纳米金属簇催化剂新体系、烧结纤维结构化微米颗粒的催化剂-反应器一体化设计新型复合材料等的研究和开发。以实际应用为背景,将材料研究与催化化学研究密切结合,以期从基础研究导致炼油化工、精细化工、环境保护等方面的新催化剂的开发。

  2、 通过配位键构筑特定结构和功能的配位聚合物及配位超分子材料是近年来异常活跃的一个多学科交叉的前沿领域。我们的研究主要集中在:① 设计合成有特定拓扑结构的配位聚合物及配位超分子。② 发展长程有序分子磁体、单分子及单链纳米磁体及多功能分子磁性材料。③ 利用配位化学方法对结构和功能进行裁剪和复合,合成动态的多孔配位聚合物。

  原子经济性反应和高选择性反应

  绿色化学的核心目标是实现“原子经济”反应,但目前还不可能将所有的化学反应的原子经济性都提高到100%。因此,不断寻求新的反应途径或不断提高现有化学反应过程的选择性,以提高合成反应的原子利用率,仍然是十分重要的目标。重点实验室致力于从新合成原料、新催化材料,到新合成加工途径、新反应器设计等化学工程的研究以及各学科交叉结合,提高反应选择性,始终是重要的研究方向。

 

  化工过程绿色化

  化工过程绿色化是指:①在化学反应过程中尽可能采取无毒无害的原料、催化剂和溶剂;②设计、生产的产品在其加工、应用及生命周期内各个阶段均不会对人类健康和生态环境产生危害;③化工过程强化—在生产和加工过程中运用新技术和新设备,极大地减小设备体积或极大地提升设备生产能力,显著地提高能量效率,同时极大地较少废弃物的排放;④另外,发展化工新结构材料,对反应设备或反应器进行“模块化”设计,建立理想的“芯片”化工厂,也是化工过程绿色化研究领域的重要内容和目标。

 

  精细化学品的绿色合成

  精细化工是21世纪世界化学工业结构调整和发展的重点。精细化工的发展程度是一个国家综合国力和技术水平的重要标志之一。目前发达国家精细化工率已达到60%左右,而我国大约40%左右。我国由于人口基数大,资源相当短缺,而生态环境又比较脆弱,加之精细化学品的工业生产过程复杂,对生态环境造成的污染相当严重,因此发展绿色精细化工对于我国化学工业产业调整和可持续发展具有重要的战略意义。精细化学品品种多,更新换代快,技术密集度高,专一性强。发展绿色精细化工,必须优先发展精细化学品的绿色合成技术。为此,本实验室结合在催化新材料和新催化技术方面的自身优势,着重发展具有高附加值、高技术含量的精细化学品的绿色合成新技术。

 

  替代能源与天然气化工

  目前我国所需能源和有机化工原料的绝大部分来自于石油和煤。一方面,这些矿物质是不可再生资源;另一方面,对环境和生态造成严重污染和破坏。因此,在努力发展化石能源的高效、清洁实用技术的同时,寻求替代能源技术和实现有机化工原料合成路线的变更,自然成为旨在消除污染、修复生态、以可持续发展为目标的绿色化学的重要研究内容。

  天然气转化是当前替代能源和变更有机化工原料合成路线研究中最重要的课题,在近中期能源发展战略中占据重要地位。然而,天然气也是一种化石资源,终究有耗尽、枯竭的一天。从绿色化学的角度看,可再生的生物质是人类能够长久依赖的理想资源和能源。目前,从生物质制取燃料(乙醇、H2能、天然气等)和有机化学品的研究已不乏成功实例,采用生物质资源替代石油生产机动车燃料和有机化学品将成为势不可挡的时代潮流。

 

  原子经济性化学反应

  1、导向有机合成的金属有机化学

  2、有机小分子催化的原子经济性反应

  3、基于自由基中间体的原子经济性反应

  4、原子经济性反应中的有关立体、区域和化学选择性的调控机制研究

  5、原子经济性反应在目标分子合成中的应用

  研究基于联烯、炔烃、烯烃的原子经济性反应,揭示反应中的选择性调控规律;发展新型催化剂,实现原子经济性反应中有关立体,区域和化学选择性的有效调控。

 

  承担项目

  自成立以来,重点实验室承担科研项目30余项。包括国家“973”专题1项(何鸣元院士是该973项目首席科学家),国家“863”项目1项,国家科技攻关项目子项目2项,国家基金委重大项目专题1项、重点项目2项、面上基金项目5项,上海市科委重大等项目5项、重点实验室产-学-研专项1项, “十五”“211工程” 绿色化学与化工过程绿色化重点学科建设项目1项,教育部和上海市“人才计划”项目5项,以及部委企业委托项目10余项。