中国科学院大连化学物理研究所孙剑

yesorno

孙剑 ，中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室研究员。2015年破格入选中国科学院大连化学物理研究所百人计划。入选大连市青年科技之星。从事工业催化领域研究10余年，参与国家科技部、国家自然科学基金委和中日国际合作等多项重大项目。在ACS Catalysis、Journal of Materials Chemistry A等国际知名SCI期刊发表论文30余篇。其中影响因子大于9的2篇，大于5的10篇。获得国家发明专利4项、实用新型专利3项。


电子邮件： sunj@dicp.ac.cn
通信地址： 大连市中山路457号能源楼1号
邮政编码： 116023

教育背景
2012-04--2015-03 日本富山大学 工学博士
2004-09--2007-06 山东大学 工学硕士
2000-09--2004-06 山东大学 工学学士

工作简历
2015-04~2019-07,中国科学院大连化学物理研究所, 副研究员
2007-09~2012-04,中国科学院大连化学物理研究所, 助理研究员

奖励信息
（1） 辽宁省自然科学学术成果奖, 二等奖, 省级, 2019
（2） 大连市优秀科技成果奖, 一等奖, 市地级, 2018
（3） 中国科学院大连化物所青年优秀奖, 一等奖, 研究所（学校）, 2017
（4） 国家留学基金委优秀自费留学生奖学金, 一等奖, 国家级, 2014
专利成果
（ 1 ） 碳化硅微通道反应器及其在烃类裂解制低碳烯烃中的应用, 发明, 2013, 第 3 作者, 专利号: CN103007853A
（ 2 ） 一种三氯氢硅还原生产多晶硅循环氢气提纯处理方法, 发明, 2012, 第 3 作者, 专利号: CN102328906A
（ 3 ） 一种多晶硅生产循环氢气提纯氢气的方法, 发明, 2012, 第 4 作者, 专利号: CN102351145A
（ 4 ） 一种具有生物助剂效应的费托合成催化剂的制备方法, 发明, 2016, 第 1 作者, 专利号: 201510927484.9

发表论文
（1） Monometallic Iron Catalysts with Synergistic Na and S for Higher Alcohols Synthesis via CO2 Hydrogenation, Applied Catalysis B: Environmental, 2021, 通讯作者
（2） Towards Development of the Emerging Process of CO2: Heterogenous Hydrogenation into High-valued Unsaturated Heavy Hydrocarbons, Chemical Society Reviews, 2021, 通讯作者
（3） Structure Sensitivity of Iron Oxide Catalyst for CO2 Hydrogenation, Catalysis Today, 2021, 通讯作者
（4） Precisely Regulating Brønsted Acid Sites to Promote the Synthesis of Light Aromatics via CO2 Hydrogenation, Applied Catalysis B, 2021, 通讯作者
（5） Tunable Synthesis of Ethanol or Methyl Acetate via Dimethyl Oxalate Hydrogenation on Confined Iron Catalysts, ACS Catalysis, 2021, 通讯作者
（6） Controlling phase transfer of molybdenum carbides by various metals for highly efficient hydrogen production, Journal of Energy Chemistry, 2021, 通讯作者
（7） A facile solvent-free synthesis strategy for Co-imbedded zeolite-based Fischer-Tropsch catalysts for direct gasoline production, Chinese Journal of Catalysis, 2020, 通讯作者
（8） Successive reduction-oxidation activity of FeOx/TiO2 for dehydrogenation of ethane and subsequent CO2 activation, Applied Catalysis B, 2020, 其他（合作组作者）
（9） Fabrication of Ni-Based Bimodal Porous Catalyst for Dry Reforming of Methane, Catalysts, 2020, 通讯作者
（10） Interfacing with Carbonaceous Potassium Promoters Boosts Catalytic CO2 Hydrogenation of Iron, ACS Catalysis, 2020, 通讯作者
（11） One-Pass Hydrogenation of CO2 to Multibranched Isoparaffins over 2 Bifunctional Zeolite-Based Catalysts, ACS Catalysis, 2020, 通讯作者
（12） Beyond cars: Fischer-Tropsch Synthesis for Non-Automotive Applications, ChemCatChem, 2019, 第 1 作者
（13） From hydrophilic to hydrophobic: A promising approach to tackle high CO2 selectivity of Fe-based Fischer-Tropsch microcapsule catalysts, Catalysis Today, 2019, 通讯作者
（14） Importance of the Initial Oxidation State of Copper for the Catalytic Hydrogenation of Dimethyl Oxalate to Ethylene Glycol, ChemistryOpen, 2018, 通讯作者
（15） Catalytic Hydrogenation of CO2 to Isoparaffins over Fe-Based Multifunctional Catalysts, ACS Catalysis, 2018, 通讯作者
（16） Recent Advances in Direct Catalytic Hydrogenation of Carbon Dioxide to Valuable C2+ Hydrocarbons, Journal of Materials Chemistry A, 2018, 通讯作者
（17） Freezing copper as a noble metal–like catalyst for preliminary hydrogenation, Science Advances, 2018, 通讯作者
（18） Tailored metastable Ce–Zr oxides with highly distorted lattice oxygen for accelerating redox cycles, Chemical Science, 2018, 通讯作者
（19） Directly Converting Carbon Dioxide to Linear α-Olefins on Bio-promoted Catalysts, Communications Chemistry, 2018, 通讯作者
（20） Direct syngas conversion to liquefied petroleum gas: Importance of a multifunctional metal-zeolite interface, Applied Energy, 2018, 通讯作者
（21） Confined and In-situ Zeolite Synthesis: A Novel Strategy for Defect Reparation over Dense Pd Membranes for Hydrogen Separation, Separation and Purification Technology, 2017, 通讯作者
（22） Tandem Catalytic Synthesis of Benzene from CO2 and H2 (HOT article), Catalysis Science & Technology, 2017, 通讯作者
（23） A Hollow Mo/HZSM-5 Zeolite Capsule Catalyst: Preparation and Enhanced Catalytic Properties in Methane Dehydroaromatization, Journal of Materials Chemistry A, 2017, 通讯作者
（24） Fischer-Tropsch synthesis over Iron Catalysts with Corncob-derived Promoters, Journal of Energy Chemistry, 2017, 通讯作者
（25） Highly Ordered Mesoporous Fe2O3–ZrO2 Bimetal Oxides for an Enhanced CO Hydrogenation Activity to Hydrocarbons with Their Structural Stability, ACS Catalysis, 2017, 其他（合作组作者）
（26） Selectively Converting Biomass to Jet fuel in Large-scale Apparatus (selected as VIP paper), ChemCatChem, 2017, 通讯作者
（27） Functionalized Natural Carbon-Supported Nanoparticles as Excellent Catalysts for Hydrocarbon Production (selected as Spotlight on Angew. Chem. 14/2017), Chemistry - an Asian Journal, 2017, 第 1 作者
（28） Directly Converting CO2 into a Gasoline Fuel (Highlighted on Nature), Nature Communications, 2017, 通讯作者
（29） Expanding Small Pore Size of the Bimodal Catalyst with Surfactant and Its Application in Slurry-phase Fischer-Tropsch Synthesis, ChemistrySelect, 2016, 通讯作者
（30） Fischer-Tropsch synthesis on impregnated cobalt-based catalysts: New insights into the effect of impregnation solutions and pH value, Journal of Energy Chemistry, 2016, 通讯作者
（31） Green Synthesis of Rice Bran Microsphere Catalysts Containing Natural Bio-promoters (Inside Cover), ChemCatChem, 2015, 第 1 作者
（32） Sputtered Nano-Cobalt on H-USY Zeolite for Selectively Converting Syngas to Gasoline, Journal of Energy Chemistry, 2015, 通讯作者
（33） Highly-dispersed metallic Ru nanoparticles sputtered on H-Beta zeolite for directly converting syngas to middle isoparaffins (Most-Read Article), ACS Catalysis, 2014, 第 1 作者
（34） Catalysis Chemistry of Dimethyl Ether Synthesis (Invited Review), ACS Catalysis, 2014, 第 1 作者
（35） Fabrication of active Cu–Zn nanoalloys on H-ZSM5 zeolite for enhanced dimethyl ether synthesis via syngas (Front Cover), Journal of Materials Chemistry A, 2014, 第 1 作者
（36） Combining wet impregnation and dry sputtering to prepare highly-active CoPd/H-ZSM5 ternary catalysts applied for tandem catalytic synthesis of isoparaffins (Hot Article), Catalysis Science Technology, 2014, 第 1 作者
（37） Filter and buffer-pot confinement effect of hollow sphere catalyst for promoted activity and enhanced selectivity, Journal of Materials Chemistry A , 2013, 第 1 作者
科研活动
   
科研项目
（ 1 ） 国家自然科学基金青年项目, 主持, 国家级, 2016-01--2018-12
（ 2 ） 大连市青年科技之星项目, 主持, 省级, 2016-10--2018-09
（ 3 ） 国家重点实验室开放课题, 主持, 国家级, 2016-10--2018-10
（ 4 ） 国家自然科学基金重大研究计划项目, 主持, 国家级, 2018-01--2020-12
（ 5 ） 变革性洁净能源关键技术与示范, 参与, 部委级, 2018-04--2023-04
（ 6 ） 二氧化碳加氢制汽油技术开发, 主持, 院级, 2017-09--2023-08
参与会议
（1） The 4th International Solvothermal and Hydrothermal Association Conference (ISHA2014)，2014-10，Sun J., Yoneyama Y, Tsubaki, N.
（2） The 13th International Conference on Inorganic Membranes (ICIM2014)，2014-07，Sun J., Yoneyama Y, Tsubaki, N.
（3） The 7th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT7)，2014-06，Sun J., Yoneyama Y, Tsubaki, N.
（4） The 12th Japan-China Symposium on Coal and C1 Chemistry，2013-10，Sun J., Yoneyama Y, Tsubaki, N.
（5） The 8th International Conference on the Physical Properties and Application of Advanced Materials (ICPMAT2013)，2013-08，Sun J., Taguchi A., Abe T, Yoneyama Y, Tsubaki, N.

taipingyang

近日，我所碳资源小分子与氢能利用创新特区研究组（DNL19T3）孙剑研究员、葛庆杰研究员、位健副研究员团队发表了二氧化碳（CO2）催化转化综述文章，系统介绍了CO2催化加氢合成不饱和重质烃的研究现状与发展前景。
　　不饱和重质烃是指含有四个以上碳原子和不饱和碳碳键的烃类化合物，例如α-烯烃、芳烃等，是用途非常广泛的重要有机化工原料。目前不饱和重质烃的生产主要依赖于不可再生的化石资源，其制备工艺往往能耗较高且对环境不友好。为应对CO2等温室气体引起的气候变化问题，特别是当前全球碳达峰、碳中和背景下，CO2高效催化转化利用已成为近年来催化领域的研究热点。以CO2为碳源与可再生能源制取的“绿氢”，通过催化加氢合成α-烯烃、芳烃等高附加值化学品，为实现“双碳”目标提供新策略，对于推动能源变革和绿色低碳发展具有重要意义。

　　相比于短碳链化学品，不饱和重质烃具有更高的附加值和能量密度。因此，CO2加氢合成不饱和重质烃更具吸引力和挑战性。开发高效稳定的催化剂，精准控制C–O键活化和C–C键偶联，是实现这一过程的关键。近年来，该领域高效催化剂的研发快速发展。该综述围绕上述过程，全面介绍了CO2加氢通过直接和间接两种不同路径合成α-烯烃和芳烃的研究进展，系统论述了催化剂的理性设计与制备、多活性位点的亲密性效应、催化剂的稳定性与失活、反应机理以及反应器设计等问题，总结了目前不同CO2转化路线的优势和发展现状，展望了未来发展先进催化剂面临的挑战及其潜在的应用前景，以及下一代CO2加氢技术在未来实现碳中和的机遇。
　　孙剑团队一直致力于CO2加氢制备高值化学品和燃料研究，于2017年报道了CO2加氢直接转化制备高品质汽油（Nat. Commun.，2017）工作，受到了广泛关注和研究。随后，团队延续多功能催化剂设计理念，陆续实现了CO2加氢高效转化制备异构烷烃（ACS Catal.，2018；ACS Catal.，2020）、α-烯烃（ACS Catal.，2020）、芳烃（Appl. Catal. B-Environ.，2021）和高碳醇（Appl. Catal. B-Environ.，2021）等。此外，团队与企业合作，建成了二氧化碳加氢合成高品质汽油的工业试验装置，并于2020年11月实现了一次投料试车成功。
　　该综述以“Towards the Development of the Emerging Process of CO2 Heterogenous Hydrogenation into High-value Unsaturated Heavy Hydrocarbons”为题，于近日发表在Chemical Society Reviews上，并被编辑邀请作为下一期封面文章予以重点推介。相关研究工作得到了国家自然科学基金、中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”、中科院青促会、辽宁省“兴辽英才计划”和我所创新基金等项目的资助。（文/图 位健、姚如伟、韩誉）
　　文章链接：https://doi.org/10.1039/D1CS00260K

daoqi

近日，我所碳资源小分子与氢能利用研究组（DNL1905组）孙剑研究员团队受邀与日本富山大学Tsubaki教授、浙江科技学院邢闯博士合作发表了金属分子筛催化剂用于串联反应的综述文章，系统介绍了该体系应用于C1小分子催化转化过程的研究现状与发展前景。
　　当前，在“双碳”时代背景下，实现C1小分子的高效催化转化，可提升碳资源的利用效率，同时为社会经济发展提供必要的燃料和化学品。在上述转化过程中，普遍存在多种串联催化过程，以金属或金属氧化物与分子筛耦合而成的双功能复合催化体系，可有效驱动该过程的高效进行，是近年来的研究热点。

　　该体系已普遍应用于CO或CO2加氢合成各种碳氢化合物，例如烯烃、芳烃和液体燃料，以及含氧化合物，例如甲醇、二甲醚、甲酸、和高级醇等反应过程。本综述以金属分子筛催化剂为基础的合成气串联催化过程为研究目标，对其近年来的新进展进行了全面总结，详细讨论了分子筛的拓扑结构、限域效应、孔道结构、配位环境等对特定产品选择性的调控机制。该工作同时展望了未来利用双功能串联催化体系实现更多过程高效转化的可行性，以及由碳资源转化带来的发展新机遇与挑战，并提出了未来可能的研究方向。
　　该工作以“Tandem Reactions over Zeolite-Based Catalysts in Syngas Conversion”为题，于近日发表在ACS Central Science上。该论文的第一作者是我所DNL1905组博士研究生Cederick Cyril Amoo。上述工作得到了国家自然科学基金和辽宁省“兴辽英才计划”等项目的资助。（文/图 Cederick Cyril Amoo、孙剑）
　　文章链接：https://doi.org/10.1021/acscentsci.2c00434

minghong

近日，我所氢能与先进材料研究部碳资源小分子与氢能利用研究组（DNL1905组）孙剑研究员、葛庆杰研究员、位健副研究员团队受邀发表了尖晶石型铁酸盐催化剂（SFCs）驱动二氧化碳（CO2）加氢制备高值化学品综述文章。
　　SFCs作为一类有潜力的优良催化材料，因其结构灵活、组成可调和稳定性优异，而被广泛用于CO2加氢持续生产高值化学品。它们能有效地促进CO2分子的活化、吸附、反应活性，具有较高的转化效率和稳定的性能。因此，该类材料近年来备受关注。

　　该综述围绕不同种类SFCs的制备、改性策略和构效关系等方面进行了论述，介绍了它们在催化CO2加氢制备烯烃、醇类、芳烃和其它液态烃类化合物的最新研究进展。此外，该综述还揭示了SFCs催化CO2加氢过程中关键的性能影响因素，以及选择性控制机制，并分析了其中面临的问题和挑战，以启发设计更高性能、更长寿命的SFCs材料用于催化CO2加氢过程。
　　该团队一直致力于尖晶石型铁酸盐催化CO2加氢制备高值化学品研究，并取得了系列研究进展，包括CO2加氢转化制备液态烃（Nat. Commun.，2017；ACS Catal.，2018；ACS Catal.，2020；Appl. Catal. B-Environ.，2021）、烯烃（Catal. Sci. Technol.，2016；ACS Catal.，2020；Appl. Catal. B-Environ.，2022；J. Energy Chem.，2023；Appl. Catal. B-Environ.，2023）和醇类（Appl. Catal. B-Environ.，2021；Chem Catal.，2023）等。此外，团队还实现了该类催化材料的吨级规模化制备，并与企业合作将其应用于全球首套千吨级二氧化碳加氢制汽油示范装置，于2021年实现开车成功并通过科技成果评价。
　　上述综述以“Emerging Spinel Ferrite Catalysts for Driving CO2 Hydrogenation to High-Value Chemicals”为题，于近日发表在《物质》（Matter）上，该工作的第一作者是我所DNL1905组尼日利亚籍博士留学生OREGE Joshua Iseoluwa。相关工作得到了国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金、中科院青促会、我所创新基金等项目的资助。（文/图 位健）
　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.03.024