纳米限域及能源分子催化转化_包信和.pdf

第十九届全国催化学术会议（重庆） 纳米限域及能源分子催化转化 包信和 中国科学院大连化学物理研究所，大连116023 中国科学技术大学，合肥，230026 Email: xhbao@dicp.ac.cn baoxh@ustc.edu.cn 关键词：纳米催化，限域催化，合成气转化，甲烷转化 催化作为关键和核心技术，在能源、环境、农业以及人类健康等领域将会发挥越来越重 要的作用。借助纳米科学和技术的发展和进步，以纳米体系的电子调制为理论基础，通过在 纳米层次对催化剂的组成、结构和形貌，以及电子态的调控，实现高效催化剂的理性设计和 精准制备，以及真实催化反应条件下对催化剂和催化作用的高分辨和动态表征是未来催化研 究发展的重要方向。近年来，越来越多的在纳米研究中成名的优秀科学家进入了催化领域， 他们的出色研究工作，以及取得的优秀研究成果，极大地促进了纳米催化研究的发展。我们 也非常高兴地看到，纳米催化研究正在从早期的“泛结构主义”转变，即过分考虑表观纳米 结构对催化性能的影响，进一步强调了对纳米催化作用本质的理解，并更加强调反应过程中 纳米结构的动态变化。本报告结合本研究团队提出和发展的纳米 “限域催化”的新概念，以 纳米氧化物与微孔分子筛复合催化剂将合成气直接转化制备低碳烯烃和氧化物晶格限域的 单中心铁催化剂将甲烷直接活化制备乙烯和高值化学品为实例，对纳米催化研究涉及的基础 理论、研究方法和关键科学问题进行了总结和分析，进一步探索纳米科学技术在催化领域的 应用前景，并对未来纳米相关的催化研究在纳米催化剂制备、催化过程的理论模拟、催化剂 和催化作用的原位动态表征和纳米催化剂的工业应用等方面存在的机遇和挑战进行了展望。 参考文献 1. Q Fu, W Li, Y Yao, H Liu, H Su, D Ma, X Gu, L Chen, Z Wang, H Zhang, B Wang and X Bao* ， Science, 328(2010)1141-1144 2. 2. X Pan, X Bao*, Acc. Chem. Res. ，DOI 10.1021/ar100160t (2011) 3. Q Fu, F Yang, X Bao， Acc. Chem. Res., DOI: 10.1021/ar300249b (2013) 4. X Guo, G Fang, G Li, H Ma, H Fan, L Yu, C Ma, X Wu, D Deng, M Wei, D Tan, R Si, S Zhang, Ji Li, L Sun, Z Tang, X Pan and X Bao* ， Science, 344(2014)616-619 5. F.Jiao, J. Li, X. Pan, X. Bao, et al., Science, 351 (2016) 1065-1068. 6. Q Fu*, X Bao, Chemical Society Reviews, 46(2017)1842-1874 7. P Schwach, X Pan,* and X Bao* , Chem. Rev., 117(2017)8497−8520 8. F Jiao, X Pan, K Gong and X Bao et al., Angew Chem Int Ed, 2018, 57: 4692−4696