【直播】Cell Press Live：生物质高值化

会议名称：

Cell Press Live：生物质高值化

会议时间：

2023年4月26日（周三）19:00-21:10

主办单位：

Cell Press

支持期刊：

Chem, Chem Catalysis, iScience

直播通道

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物质科学

Physical Science

生物质高值化提供了一种将废物转化为绿色燃料和增值产品的可持续方式。Cell Press细胞出版社旗下期刊Chem Catalysis，联合Cell Reports Physical Science推出了“Biomass valorization”论文合辑，点击查看详情。

同时，4月26日晚19:00点，Chem Catalysis及Cell Reports Physcial Science还将联合举办2023年第二场《Cell Press Live系列讲座：生物质高值化》。我们将邀请海内外知名的四位专家学者，与我们分享前沿创新研究。同时两本期刊的主编及科学编辑也会在线与大家互动，欢迎免费报名参加。

演讲嘉宾及主题

王峰 研究员

中科院大连化物所

▌个人简介：

王峰，大连化学物理研究所研究员，生物能源部部长，大连化物所副所长。2005年于大连化物所获博士学位，2005-2009年在美国加州大学伯克利分校和日本北海道大学催化科学研究中心做博士后，2009年加入大连化物所。获得国家自然科学基金杰出青年科学基金资助。从事多相催化反应、生物质催化转化、光催化转化以及生命周期评价和经济技术评估等研究工作。担任ACS Catalysis副主编和多个杂志编委。课题组网站：www.fwang.dicp.ac.cn

▌演讲主题：

光催化生物质转化制氢

▌内容摘要：

可再生氢能和液体燃料的大规模利用是实现“碳中和”的重要方式之一，其难点在于这些能源化学品的大规模制备。生物质是自然界中广泛存在的可再生碳氢资源。但生物质的能量密度较低，需额外输入能量才能增加高能量密度化学品的收率。光催化可以在常温驱动爬坡反应，有望实现生物质的温和转化，高收率获得能源化学品。我们的研究工作集中于生物质光催化转化制H₂，包括单一制H₂和制化学品和制H₂耦合两种方式。在生物质单一制H₂方面，提出“C-C键优先”断裂的制H₂思路，实现多元醇和糖C-C键的完全裂解，H₂收率可达33%，远高于生物质重整制H₂体系的H₂收率。在生物质光催化制H₂和制化学品的耦合方面，首次提出生物质平台化合物制H₂和柴油两种能源载体的思路；通过表面和体相氢键调控实现碳自由基的表面反应调控，促进醇转化制H₂和C-C键偶联；通过氧化助催化剂尺寸调控、表面结构修饰和构建异质结等方式实现了糖和多元醇裂解制H₂和CO。

王艳芹 教授

华东理工大学

▌个人简介：

王艳芹，二级教授，博士生导师，第十一、十二届政协上海市委员，教育部新世纪优秀人才、上海市领军人才、上海市优秀学科带头人、上海市“曙光学者”。长期从事催化新材料与新技术的研究，主要围绕废弃碳资源（生物质、塑料、C1）的催化转化开展研究工作。在包括Nat. Rev. Chem., Acc. Chem. Res., Chem, Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catal.等学术期刊发表 SCI 论文200 余篇，他引10000+，H 因子68。受邀担任ACS Catalysis, Chem Catalysis等期刊编委。作为第一完成人获教育部自然科学二等奖、上海市自然科学二等奖等奖励。

▌演讲主题：

生物质催化转化中铌基材料的独特作用

▌内容摘要：

生物质作为碳中性资源，是自然界中最丰富的可再生资源之一。其组分纤维素、半纤维素可通过催化转化为生物质平台化合物5-羟甲基糠醛、糠醛和山梨醇，进而转化2，5-二甲基呋喃、呋喃二甲酸、异山梨醇和航空煤油组分油等。木质素则可以催化转化为酚类化合物、芳香羧酸、芳烃和环烷烃。生物质的催化转化常在水介质中进行或反应过程中产生水，因此对催化剂的水热稳定性提出了很高的要求。我们团队开发了水热稳定性优异的铌基催化剂，发现Nb₂O₅和NbOPO₄（1）具有很好的水解、脱水能力，实现了纤维素到乙酰丙酸、异山梨醇的转化；（2）具有活化C-O\C_ar-C键的能力，与金属活性位协同，实现了生物质的加氢脱氧; （3）具有活化、解离H₂生成氢负物种的能力，在没有金属活性位的条件下完成了C_ar-C键的氢解解离。在上述所涉及的反应中，NbOx基催化剂均表现出优异的活性和长期稳定性。

段昊泓 副教授

清华大学

▌个人简介：

段昊泓博士，清华大学化学系副教授，独立PI，博士生导师。2009年于北京大学获学士学位，2014年于清华大学获化学博士学位，2015-2018年在牛津大学化学系从事博士后研究，2019年加入清华大学化学系。入选北京市杰青，获得2021年度青山科技奖。从事电催化和化工原料、生物质、废塑料等资源的催化转化的基础研究，研究成果以第一作者或通讯作者发表于Nat. Catal.、Chem. Catal.、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等国际学术期刊50余篇，主编英文专著一部（2022年Royal Society of Chemistry出版）。任中国化学会绿色化学专业委员会委员、《中国科学：化学》等刊青年编委、《科学通报》和Science Bulletin特邀编委。

▌演讲主题：

电催化生物质高值转化耦合制氢

▌内容摘要：

生物质催化转化为高值化学品是实现碳中和目标的重要途径。然而生物质分子结构复杂，精准控制特定官能团的氧化程度从而高选择性获得目标产物，是生物质催化转化的难题。报告人提出了“电解水制氢耦合催化氧化”的研究策略，将电解水制氢过程与生物质氧化过程耦合，通过精准调控表面活性氧物种，实现了生物质选择性氧化的精确控制，将甘油、葡萄糖、5-羟甲基糠醛、木质素等生物质分子转化为高附加值化学品。以上过程与电解水制氢耦合，利用其优势氧化动力学降低氧化电位和制氢电位，同时实现了电解水制氢提效降本。

王野 教授

厦门大学

▌个人简介：

1986年南京大学本科毕业，1996年日本东京工业大学博士毕业。1996年-2001年先后在日本东京工业大学、东北大学和广岛大学任教，2001年8月至今任厦门大学教授。2015-2022年任固体表面物理化学国家重点实验室主任。2006年获国家杰出青年科学基金。2005-2012年任中国化学会催化委员会副主任，2012-2022年任国际催化协会理事。目前担任ACS Catal.副主编、Catal. Rev.等刊物编委或顾问编委。研究领域为催化化学，主要研究方向为C1和生物质分子选择催化转化。研究成果在Chem、Nat. Catal.、Nat. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Soc. Rev.等刊物发表论文280余篇。

▌演讲主题：

Photocatalysis for Biomass Valorization

▌内容摘要：

温和条件下生物质及其平台分子中特定C-O/C-C键的选择活化是生物质高值化利用的关键，同时也是该领域最具挑战性的课题。近年来，光催化在生物质选择转化领域显示出独特的优势。本报告着重介绍报告人团队在半导体光催化木质素C-O键选择裁剪和糠醛类生物质平台分子高选择性还原或还原偶联方面取得的研究进展。

在可见光驱动下CdS半导体室温下可高效催化木质素中β-O-4键的选择性裁剪。研究发现了光生空穴活化α位C-H键，产生自由基，并从而大幅降低C-O键键能的反应机理。巧妙利用CdS量子点的胶体性质可克服催化剂与固体木质素难以有效接触而导致固-固反应效率低的问题，实现原生木质素的高效转化，并成功实现木质纤维素全利用。发展了控制TiO₂晶面以调控表面氧空位密度，并据此调控糠醛类分子光催化还原选择性的方法。富含氧空位TiO₂表面催化醇类合成，而低氧空位密度TiO₂表面催化C-C偶联。

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编辑：王亚琨

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