【视频】【《分子催化》系列学术讲座】煤化工重要一碳反应双金属催化剂的结构调变和性能调控
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报告摘要
一碳化学是一碳化工的重要基础，是新一代煤化工和天然气化工的最主要内容之一，其作用是利用煤来制备液体燃料以及相关化学品。把握一碳化学反应的关键是催化剂，如何开发催化性能优良的催化剂是一碳化学的核心内容。例如：CH₄-CO₂两步法合成乙酸，实验表明，共同反应温度下，单金属催化剂上反应不能有效进行；而适宜双金属催化剂则可能进行有效的催化。我们采用DFT方法研究了金属Co掺杂调变的Co Cu双金属催化剂催化CH4-CO₂两步法合成乙酸的反应，从电子水平上深化了两步法反应中Co Cu双金属催化剂结构与催化性能的本质关系。CH₄-CO₂两步法合成乙酸的热力学和动力学研究表明，金属Co主要催化解离CH₄生成CH；随后，在不同形式氢辅助下，CH溢流到金属Cu上生成CH₃，CH₂和CH物种；其后，金属Cu上的CH₂和CH物种容易加氢生成CH₃；最后，金属Cu主要催化CO₂插入CH₃生成CH₃COO，伴随反应中H₂的补入，CH₃COO加氢生成乙酸。同时，Co Cu催化剂对两步法反应显示了很好的协同作用，其中掺杂金属Co对CH₄解离生成CH显示出高活性，金属Cu对CO₂插入CH₃生成乙酸显示出高活性和高选择性，能够很好地调控Cu基催化剂对两步法合成乙酸反应的催化性能。
个人简介
王宝俊
王宝俊教授，太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室教授、博土生导师，太原理工大学发展规划处处长，《煤炭转化》执行主编。目前从事量子化学计算和分子模拟的理论研究，在电子-分子水平上探讨关于煤结构与反应性，探讨煤化工一碳反应催化剂结构调变与性能调控规律和工艺设计。承担研究生《高等化工热力学》、《化学热力学讲座》等课程的教学任务已主持国家自然科学基金重点项目、面上项目、国际合作项目7项，省部级各类研究项目9项，与中国工程院工程知识中心、中科院煤化所和大连理工大学等单位合作建设和研发项目4项。获得国家自然科学二等奖（2008年，第四作者）、山西省“三晋英才”支持计划（拔尖骨干人才）、山西省优秀博士学位论文指导教师、山西省第十届“育人杯”先进个人等多项奖励和表彰。在Acs Catal, Energy environ. Sci, Catal等学术期刊发表研究论文100余篇，培养博士、硕士研究生70余名。
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