【学术视频】中国化学会第四届中国能源材料化学研讨会 | 中国科学院金属研究所李波副研究员

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图 | 李波

题   目：非金属碳基催化剂催化低碳烷烃脱氢反应的理论研究

报告人：李波

单   位：中国科学院金属研究所

时   间：2019-05-27

地   点：中科院大连化学物理研究所

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报告提纲

纳米碳材料例如碳纳米管、纳米金刚石、纳米纤维等作为一类重要的非金属催化剂在低链烷烃氧化脱氢反应中表现出优异的催化能力。首先，利用局域Fukui函数计算，考察在碳材料上各种氧官能团的得失电子能力。通过几种不同的活性指标给出了氧官能团亲核能力的强弱次序。利用第一性原理计算详细揭示了在丙烷、乙烷氧化脱氢反应中纳米碳材料上活性位、反应路径、活性位重生、杂原子作用以及活性指标。对于反应中活性位，不仅仅验证了传统上羰基官能团的催化能力，还指认新型单羰基和临近碳原子的催化活性。通过反应路径计算发现自由基反应是最可能的反应机理。计算还说明了与传统金属氧化物不同的活性位重生机制，既氧分子氧化两个羟基生成双氧水。氮、硼、硫等是纳米碳材料上常见的杂原子，通过分解能和反应能垒计算发现骨架中氮原子可以有效的增强纳米碳材料催化活性，并且掺杂纳米碳材料在氧化脱氢反应中遵循BEP规则。通过NICS计算，发现纳米碳材料芳香性可以有效表征在氧化脱氢反应中活性位的催化能力，可以作为反应的活性指标。 

个人简介

李波，副研究员，2004年在吉林大学理论化学研究所获得硕士学位；2008年于德国马普学会柏林弗里茨哈伯研究所理论系获博士学位；2009年-2011年于美国加州大学圣巴巴拉分校Prof. Horia Metiu课题组开展博士后工作；2012年就职于中国科学院金属研究所。主要从事理论化学、计算模拟、二氧化碳电化学还原等领域的研究工作，已经在JACS，ACS catalysis等期刊发表SCI收录文章51篇，其中J. Mater. Chem. A “HOT paper”两篇、invited Highlight一篇，Chem. Commun. Feature Article一篇。参与书籍撰写1本，H-index是17。获得中科院金属所“所优秀学者”，沈阳材料科学国家（联合）实验室“青年创新奖”等奖励。  

会议简介

中国化学会第四届中国能源材料化学研讨会于2019年5月25日~27日在中国科学院大连化学物理研究所召开。此次会议由中国化学会主办，中国科学院大连化学物理研究所承办。会议主要围绕“能源化学与材料化学”这一主题开展，内容主要包括：1、能源储存：储能电池和动力电池研究；2、能源催化：热催化和电催化研究, 催化表征与模拟；3、太阳能：太阳能转化材料与化学。

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