方向一 清洁低碳能源催化技术

针对我国富煤少油缺气能源资源禀赋和低碳能源的战略要求，围绕化石能源短缺、利用效率低、过程污染严重的现状，侧重催化在能源转化中的主导作用，瞄准新一代清洁高效可循环生产工艺、节能减碳及化石能源清洁开发转化与利用技术，特别关注于高原子经济性的低碳能源催化转化，重点通过分子筛设计与性能调控改性、离子液体热合成法、无溶剂合成法等新手段开发高表面积、高分散度或特定形貌及孔结构的新型高性能催化剂，创新催化反应工艺，大幅减少温室气体排放，实现高碳能源低碳化利用和化工过程绿色化。

（1）催化裂化（FCC）催化剂体系研究与技术升级

催化裂化（FCC）是炼化过程的核心技术，为人类社会提供了大量清洁的化石燃料和基础化学品。目前在FCC催化剂的研究开发和生产技术方面的主要差距在于活性组分（分子筛）和基质材料的研究开发方面尚未形成完整的知识产权体系，特别是在催化新材料和FCC反应机理的基础理论方面研究不足，限制了催化剂制备方法和新型催化剂的原始创新。

因此，以对FCC过程更为深入的基础研究为指导，以具有完整知识产权体系的FCC催化剂平台技术为核心，本实验室着重开展以下两个方面的研究：①对活性组分（分子筛）和基质材料，特别是在催化新材料和FCC反应机理的基础理论进行研究，形成完整的知识产权体系。②针对FCC催化剂提高重油高效转化能力和改善产品分布这两个最关键方向展开联合攻关，为企业提高产品质量、灵活调整产品结构、提高掺渣比和加工能力、改善产品分布、提高商品化率等提供必要理论基础和技术支撑。

（2）C1分子催化转化

本实验室将致力包括甲醇和二氧化碳在内的C1分子的清洁高效催化转化。具体研究内容包括：①甲醇高效催化转化：着力开展甲醇制芳烃和甲醇直接燃料电池新催化材料研究，致力开发以非贵金属催化剂替代Pt贵金属催化剂的新工艺，力争甲醇燃料电池的大规模应用获得突破；②二氧化碳催化转化：二氧化碳催化加氢转化制甲醇、低碳烯烃与芳烃等，开发出节能减碳及二氧化碳循环利用新技术。

（3）工业废物催化转化与资源化利用

工业排放物严重影响环境及造成资源浪费，急需通过催化转化技术实现污染物的消除和再利用。本实验室致力于工业废物的催化转化及资源化利用，具体研究内容包括：①低温脱硝催化技术开发：利用煤基固废粉煤灰合成沸石分子筛催化剂并用于低温脱硝反应，揭示活性位和酸性位“双活性中心”协同参与的低温反应机理，开发出高NOx转化率和良好的选择性的低温催化脱硝技术，助力传统能源的清洁化进程；②TDI焦油残渣资源化利用研究，通过开发新型催化剂进行TDI焦油残渣低压高效水解，实现固废的高价值回收利用。