天津大学王悦教授：碳氧键加氢Cu基催化剂的构建与应用

报告题目：碳氧键加氢Cu基催化剂的构建与应用报 告 人：王悦天津大学英才教授报告时间：2024年12月19日（星期四）上午10:30—11:30报告地点：化学与化工学院 逸夫工程馆105会议室主办单位：化学与化工学院 报告人简介：王悦，天津大学化工学院英才教授，国家优秀青年科学基金获得者。紧密围绕合成气或CO2制乙二醇、乙醇等大宗含氧化合物工艺中关键的碳氧键加氢反应，针对催化剂活性物种不明确、产品选择性难调控、氢酯比过高等难题，从反应机理、催化剂设计、多相传递等方面开展研究工作，并拓展于催化剂工程放大与应用。承担国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金等项目多项，并与国际著名催化剂供应商科莱恩（Clariant）就铜催化剂开展产学研合作研究。在Nat. Commun.、ACS Catal.等期刊发表论文50余篇，获授权美国专利1项、中国发明专利29项。研究成果成功用于多套中试及工业装置，获中国催化新秀奖、石化联合会技术发明一等奖、中国化工学会基础研究成果一等奖、中国产学研合作创新成果一等奖等荣誉。 报告摘要：大力发展煤炭清洁高效利用技术，是保障我国能源安全的重要基石。煤经合成气制大宗含氧化合物，因其“失氧耗氢”少、原子经济性高、产品市场容量大、附加值高等优势，备受关注。聚焦煤制大宗含氧化合物工艺中关键的碳氧键加氢反应，围绕其关键科学问题，从催化剂电子结构、界面结构及孔道结构三个层面进行多尺度构建，提出了活性物种电子结构调谐协同催化机制，发现了低温下Cu原子有序迁移方法，建立了有效的Cu物种尺寸调控策略，实现了草酸酯高效选择性加氢制乙二醇/乙醇酸甲酯；构建金属-氧化物界面，探明了亲氧性对金属氧化物碳氧键加氢催化行为的决定性影响，促进了低温下乙酸甲酯高效转化制乙醇；明晰了孔道结构对氢气富集与反应-扩散耦合的关键作用，有效降低氢酯比，实现了高转化率、高选择性与高稳定性的统一。研究成果成功用于多套中试及工业装置，助力我国煤化工高端化、多元化、低碳化发展。