12月6日下午，受beat365官网化学与材料科学学院王立教授的邀请，南开大学李兰冬教授在beat365官网化学与材料科学学院七号楼109学术报告厅做了题为”微尺度限域化学与催化”的学术报告。

       分子筛作为大规模工业应用的吸附剂与催化剂，在诸多领域发挥着不可替代的作用。由于吸附与催化自身的复杂性以及分子筛的结构特异性，对分子筛吸附与催化本质的认识仍存在极大争议，严重制约了其进一步发展。李兰冬教授在分子层次上揭示分子筛限域吸附与催化本质，为高性能分子筛材料与过程的理性设计提供依据。同时，将限域化学理念延伸至电子尺度，以期理解以电子为媒介的催化本质。

      本次报告，李兰冬教授主要在限域空间酸催化反应机理，配位不饱和位点构筑与应用，限域电子催化等5个方面的工作进行了展示。在限域空间酸催化反应机理部分，李教授以甲醇制烃反应为例，该反应为国家战略性能源化工反应，也是典型的限域酸催化反应，反应过程异常复杂，对其反应机理的研究可以说是对多相催化研究的智力挑战。李教授通过先进谱学技术与方法分析反应中间物种，揭示分子筛限域空间内复杂酸催化反应机理：首次获得了异丁烯活化为叔丁基碳正离子谱学证据，基于谱学证据成功构建甲醇制烃完整反应网络并设计分子筛催化材料实现低温甲醇制烃反应过程。

       在分子筛限域单核离子催化部分，李教授以CO₂选择加氢制甲醇为例进行了展示。CO₂选择加氢制甲醇反应对于完成我国的“双碳目标”具有重要的意义。目前广泛研究的催化剂为Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂，这种催化剂是以CO-CO₂为原料合成甲醇的工业催化剂，但其在纯CO₂加氢反应中性能欠佳，因此，有必要探索性能更好的催化剂。李教授设计构筑了分子筛限域单核Cu离子Cu@FAU催化剂，利用Cu离子与分子筛骨架O形成的限域{Cu-O}Lewis酸碱对异裂活化氢分子进而完成CO₂加氢反应。该催化剂在较低的温度条件下（~513 K）获得了优异的催化活性（CO₂转化率约为12%）、甲醇选择性（89.5 %）以及催化稳定性（200 h未见失活），其综合性能在Cu基催化剂中处于顶尖水平，具备良好的工业应用前景。研究首次揭示分子筛限域的单核Cu离子即可催化复杂的CO₂选择加氢制甲醇反应，为Cu基甲醇合成催化剂活性中心认识以及CO₂选择加氢催化剂设计提供了新的思路。

       报告的最后，李教授就分子筛限域催化相关问题和在座师生进行了深入的讨论与交流。

作者：赵福真         责编：王立           审核：张道洪            发布：艾丽菲拉             发布时间：2024-12-11