傅强在氧化物限域催化研究中取得新进展

shiyirensheng

傅强研究员和包信和院士团队与英国剑桥大学合作，通过将纳米氧化物限域在金属有机框架（MOF）材料中实现高效催化过程，证明了限域微环境在调控催化性能上具有重要作用。相关结果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。

　　催化活性中心所处的微环境能够对催化体系的物理和化学状态产生强烈的限制作用，从而可以有效调控催化性能，这一“限域催化”效应是多相催化中的一个重要概念（中国科学：化学，2012）。长期以来，傅强和包信和团队探索了在一维碳管纳米反应器和两维层间纳米反应器中的限域催化过程，发现这些限域微环境对催化反应具有有效调控作用（Acc Chem Res，2011；Chem Soc Rev，2017）。

　　近日，剑桥大学的材料科学家利用无机化学中的普尔贝图（Pourbaix Diagram），发展出一个普适的在纳米孔内合成客体材料的有效方法（Pourbaix Enabled Guest Synthesis/普氏客体合成法），实现了在MOF孔内填充氧化钌纳米结构。利用这一材料，我所研究人员发现在零维纳米孔反应器中的限域效应可以弱化CO和O在氧化物表面上的吸附，使得该氧化物结构表现出独特的低温催化CO氧化性能，说明零维纳米空间中微环境限域可以弱化表面吸附并增强催化性能。这一结果与一维（J Am Chem Soc，2015）和两维（PNAS，2017）纳米空间中发现的限域催化效应一致。

　　上述工作得到国家自然科学基金科学中心、科技部国家重点研发计划、中科院纳米先导专项、国家留学基金管理委员会和教育部能源材料化学协同创新中心（iChEM）的支持。

　    傅强，中国科学院大连化学物理研究所，研究员、博士生导师。1996年和2000年在北京理工大学分别获得学士和博士学位；2000年到2006年先后在德国马普学会的金属研究所(Max Planck Institute for Metal Research)和Fritz Haber研究所(Fritz Haber Institute of the Max Planck Society)做博士后研究；2006年受聘到中国科学院大连化学物理研究所工作，2013年获国家自然科学基金优青资助。现为催化基础国家重点实验室副主任，纳米与界面催化研究组组长。回国后的近10年间在Science(2), Nat Nanotech(1), Nat Comm(3), Acc Chem Res(1), Chem Soc Rev(1), PNAS(2)等学术期刊上发表论文100多篇。现担任Applied Surface Science副主编，Nano Research、Acta Physico-Chimica Sinica、《中国科学化学》等期刊编委或青年编委。

       包信和（Bao Xinhe），男，汉族，无党派。1959年8月出生于江苏省扬中（县）市。物理化学家，理学博士、研究员、教授。中国科学院院士、发展中国家科学院（TWAS）院士和英国皇家化学会荣誉会士（HonFRSC），中国科学院大连化学物理研究所研究员，中国科技大学兼职教授。

       1982年包信和毕业于复旦大学化学系；1987年获复旦大学博士学位；1989年至1995年在德国马普学会Fritz-Haber研究所任访问学者；1995年回中国任中国科学院大连化学物理研究所研究员、中国科学院研究生院教授；2000年08月至2007年02月任中国科学院大连化学物理研究所所长， [1]  2009年当选为中国科学院院士；2013年起担任中国科学院大连化学物理研究所学术委员会主任；2015年07月至2017年06月任复旦大学常务副校长； 2018年当选第十三届全国人民代表大会常务委员会委员。

       包信和主要从事表面化学与催化基础和应用研究。发现次表层氧对金属银催化选择氧化的增强效应，揭示了次表层结构对表面催化的调变规律，制备出具有独特低温活性和选择性的纳米催化剂，解决了重整氢气中微量CO造成燃料电池电极中毒失活的难题。发现了纳米催化体系的协同限域效应，研制成碳管限域的纳米金属铁催化剂和纳米Rh-Mn催化剂，使催化合成气转化的效率成倍提高。在甲烷活化方面，以分子氧为氧化剂，实现了甲烷在80℃条件下直接高效氧化为甲醇的反应；创制了Mo/MCM-22催化剂，使甲烷直接芳构化制苯的单程收率大幅度提高。