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分子水平炼油

轻端产品炼油技术开发锚定减少甲烷，增产乙烯；重端产品炼油技术以减少焦炭为目标；炼油过程技术重点是节能降耗；原料端考虑多元化原料多元化，拓展炼油装置原料来源。

基于分子管理的理念，研究不同烃分子、烃分子与非烃分子的低能耗、绿色高效分离技术。

1.基于烷烯分离的功能化溶剂结构设计及性能调控
2.基于多环芳烃与烷烃分离的膜材料设计
3.高温低成本固液分离研究

研究烃分子转化机理，不同催化材料对反应路径选择性的调变，主要催化材料的合成中的科学问题，以提升烃分子利用率，降低低价值产品选择性。

1.探索小分子烃催化裂解制乙烯与丙烯的新机制
2.研究催化材料对反应路径的调变
3.烷氧基铝合成及水解反应历程、热力学及动力学研究；薄水铝石晶粒生长及调控机理研究；氢氧化铝浆液流变学规律及流变学性质调控机制研究。

研究针状焦碳原子的晶相结构与性能的关系，从而提升材料的应用性能。

1.获取针状焦中不同类型碳原子结构的存在形式及分布比例。
2.建立识别针状焦中晶相结构缺陷的方法，获取温度场下碳原子的晶相结构转化规律。

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原子经济化工

建立“绿色碳科学”新理论，基于新催化材料、新反应工程以及绿色分离工程，发展石油分子重构新原理，开拓石油分子插入O/N新方法，发展配位环境和活性位密度可控的催化材料制备方法，发展原子和分子尺度活性位微环境结构及反应过程动态演化规律表征方法，支撑开发高效、清洁、安全的烯烃环氧化、尼龙66、长碳链尼龙单体等工业技术。

针对C4/C5、芳烃高值利用和低能耗分离分子筛、MOF材料开发；催化材料亚埃级精细结构解析及原位表征技术；结构和催化应用的构效关系；化工过程的混合和传质强化技术开发。

1.纳米片层分子筛原子级结构解析、片层结构缺陷定量化及分子筛合成、结构和催化应用构效关系的研究
2.钛硅分子筛钛物种状态-溶剂效应-反应性能构效关系研究

分子筛可控合成制备技术。吸附剂晶体内吸附过程机理研究及新型吸附剂合成。溶剂化效应对钛硅分子筛催化影响研究。酰胺类单体高效合成技术开发。

1.新结构分子筛材料合成及改性技术
2.吸附剂晶内吸附分离过程机理及适配催化材料探索
3.分子氧活化原位生成双氧水及催化氧化耦合机理及适配催化材料探索

新型多孔催化剂以及强度、比表面和孔径调控方法和传质机理；催化剂高通量自动化制备装备；原位表征技术（如原位同步辐射）揭示催化剂重构及性能衰减机制

1.基于人工智能的多孔催化材料、多孔电催化材料高效筛选及合成技术
2.新型高密度单原子催化材料的制备工艺
3.基于纳米X射线显微镜技术（Nano-CT）等一批可以提供样品内部结构三维图像的高端表征技术

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绿色低碳能源

耦合加氢反应动力学的氢气网络优化模型构建及其加速算法开发；探索藻细胞分泌物与藻细胞之间的相互关系及处理方法；开发PEM制氢技术研究，实现低成本绿氢生产;开发新型多元醇类选择性电化学氧化催化体系；揭示多元醇电化学氧化反应机制

针对氢气网络模型求解过程中，因动力学中指数函数和幂函数的高度非线性以及氢气网络模型自身的MINLP属性导致的耦合动力学求解难度较大的问题，开发耦合加氢动力学的氢气网络求解加速算法。

1.高度非线性耦合的大规模网络求解策略设计研究；
2.大规模网络模型求解加速算法开发研究。

针对微藻养殖时水循环利用率低、水资源较为浪费的难题，进行微藻胞外分泌物变化规律研究及藻细胞分泌物的去除方法研究。

1.藻细胞分泌物变化规律研究，探索胞外分泌物与藻细胞的相互关系；
2.藻细胞分泌物的去除方法研究，开发低成本处理技术。

针对PEM电解水大电流密度下材料和器件的活性、稳定性较差的难题，开展膜电极衰减机理研究及衰减模型的研究，抗腐蚀、抗氧化的低/非贵金属涂层技术研究，耐高温、抗疲劳高压密封技术研究，梯度孔结构钛基扩散层制备技术研究。

1.PEM电解水膜电极衰减理论模型与寿命预测研究；
2.PEM电解槽水平上的气液两相流传质、传热过程研究；
3.基于大数据和人工智能的非贵金属涂层材料筛选；
4.基于频繁启停工况的高压密封材料耐久性研究；
5.梯度孔结构钛基扩散层制备技术研究。

新型多元醇类选择性电化学氧化反应体系的研究，具体包括多元醇类羟基转化选择性的研究，有机物吸附物种氧化、脱除机理的研究，以及多元醇类选择性转化电化学反应器中反应底物传质、流体传热的研究

1、探究多元醇电催化选择性氧化制备高值化学品的催化反应体系，并结合先进表征手段研究多元醇类底物分子在催化剂表面的催化转化机制；
2、结合多物理场耦合模拟的技术手段，研究多元醇类选择性氧化电化学反应器中传质、传热的规律。