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近年來，催化已經成為時下火熱的領域。隨著人們對自然資源、環(huán)境氣候的重視，低碳、綠色已經成為發(fā)展不可回避的主題，而催化也是這進程中最為關鍵的核心技術。為推動催化研究交流、化學化工學科建設，天津大學化工學院和島津企業(yè)管理（中國）有限公司于2023年3月25日共同舉辦“第二屆天津大學-島津高端催化學術論壇”，邀請國內催化相關領域的頂尖專家進行學術交流及學科建設討論。分析測試百科網作為本次論壇合作媒體全程為您報導。
大會現(xiàn)場
天津大學副校長/化工學院院長 馬新賓教授致辭
天津大學副校長/化工學院院長馬新賓教授首先對參會的催化領域專家的到來表示感謝。天津大學和島津一起舉辦高端催化論壇，希望通過這種形式，催化領域的專家、學者能進行更多、更充分的交流、溝通。馬新賓教授也希望通過這種交流，逐漸擴大“天津大學-島津高端催化學術論壇”的廣度和深度。
島津分析計測事業(yè)部營業(yè)部副部長馬景輝致辭
馬景輝副部長表示，現(xiàn)代化學工業(yè)中有90%的產品是借助催化過程生產實現(xiàn)，生產總值約為工業(yè)生產總值的25%。沒有催化科學的發(fā)展和催化劑的應用，就沒有現(xiàn)代化學工藝。天津大學化工學院化學工程與技術一級學科，在領域內享有盛譽。島津希望借助本次論壇能與行業(yè)的專家深入探討，進一步加深相互溝通和了解；同時也希望憑借自身140年的歷史積淀為催化研究提供穩(wěn)定可靠的分析儀器解決方案。
報告題目：生物質醇高效轉化的催化基礎
報告人：北京化工大學 何靜教授
何靜教授表示，人類已經進入“第四次工業(yè)革命”即綠色工業(yè)。生物質能源產業(yè)主要有生物柴油和生物乙醇兩類，全球生物柴油市場需求已經超過4000萬噸/年，生物乙醇超過400萬噸/年。在雙碳目標導向下，能源行業(yè)也將發(fā)展重點由石油能源轉向生物質能源。何靜教授團隊主要研究了乙醇化學中乙醇化學鍵的定點活化與定向轉化，構建了金屬-酸-堿多中心接力協(xié)同體系，大幅提升反應選擇性。設計了MgAl-LDO、Ni-Li-LDO、Fe@GCN、Cu2O-SrTiCuO3-x等催化體系。此外何靜教授也在甘油化學中甘油伯仲位定點活化與高效定向氧化方面有研究。
報告題目：自適應催化位點調控CO2定向轉化
報告人：天津工業(yè)大學 仲崇立教授
二氧化碳作為溫室氣體隨著人類生產生活等活動，在近幾十年內急劇增加。仲崇立教授團隊基于在沸石催化體系長期積累，構建了柔性多金屬單原子位點催化劑制備的平臺技術，利用EDTA取代MOF材料特定位點，通過EDTA與金屬的相互作用，得到了高度分散的多金屬單原子催化劑。并以Cu-Ni催化體系為例，利用球差電鏡、原位電子自旋共振等方法明確催化劑結構，同時說明了柔性多金屬單原子催化劑在二氧化碳轉化方面展現(xiàn)了優(yōu)異的性能。
報告題目：離子液體強化CO2電催化過程
報告人：中國石油大學 張香平教授
二氧化碳電化學還原是具潛力的領域。離子液體不揮發(fā)、穩(wěn)定、有催化、導電等特殊的性質。張香平教授團隊針對離子液體的特性，在其穩(wěn)定性好的基礎上引入堿性官能團和多個活性位點，制備了[Bmim][Triz]等堿性離子液體和[P444][4-MF-PhO]等 芳香脂類的雙位點離子液體，并對離子液體在微環(huán)境的表現(xiàn)以及在電極秒面的性質進行了考量。張香平教授還利用離子熱法制備硫化銦催化劑和利用電沉積法制備改性Pd和Ag催化劑，以及對離子液體中二氧化碳還原過程中產生的納米氣泡的生成原理進行了探究。此外，張香平還在電化學催化的成本方面，對之前做的研究應用前景進行考量與分析。
報告題目：碳基硝基加氫催化劑的設計
報告人：中南大學 劉又年教授
芳香胺是關鍵基礎化學品，廣泛應用于染料、醫(yī)藥、農藥和光電材料等，對工業(yè)生產具有重要支撐作用。非貴金屬由于其含量大、成本低、催化性能好，通常為硝基催化加氫的理想催化劑，但相比于貴金屬催化劑也在穩(wěn)定性等方面存在缺點。劉又年教授利用金屬中心調節(jié)-多金屬位點的方法，構建了基于Co和Zi雙活性中心的金屬催化劑，其性能優(yōu)于已有報道的納米粒子中心催化劑，并可以在常溫下對硝基苯類化合物催化加氫有較好的選擇性和催化效率。此外，在金屬中心合金化方面合成了Ni-Cu合金催化劑；在金屬中心單原子化方面合成了N、S共配位的Co催化劑。
報告題目：烷烴芳構化研究
報告人：中科院山西煤炭化學研究所 樊衛(wèi)斌研究員
芳烴制備傳統(tǒng)工藝的原料通常來源于石油化工的裂解和石油餾分的重整。樊衛(wèi)斌研究員通過Ga/ZSM-5分子篩催化劑實現(xiàn)了丙烷芳構化，BTX收率約為60%。跟據(jù)核磁共振分析，對這種Ga催化劑的結構和配位狀態(tài)進行研究，明確了高度分散的Ga是實現(xiàn)反應高活性和高穩(wěn)定性的關鍵。樊衛(wèi)斌研究員團隊通過DFT計算和原位表征技術深入分析并明確了丙烷芳構化的反應機理，解決了長期以來在反應機理方面的爭議。在費托尾氣芳構化方面，樊衛(wèi)斌構建了兩段流化床的新工藝，增加了芳構化效率；在長鏈烷烴芳構化方面，以beta-分子篩為基礎構建了一些列催化體系，增加長鏈烷烴如庚烷芳構化的效率及收率。
報告題目：CO2電化學轉化與過程強化
報告人：天津大學 張生教授
張生教授團隊在二氧化碳電化學多層次轉化上以綠色化學為基礎，構建了從催化劑到電極，到反應器再到工業(yè)點解槽的研究模式。在催化劑理性設計上設計了二氧化碳電化學制備甲酸反應途徑，合成并表征了CeO2/SnO2催化劑，并在靜電紡絲表面構建成異質界面納米纖維。在電化學過程強化上，張生教授引入剛性四氟乙烯和柔性離聚物分別構建了反應物二氧化碳和質子傳輸通道，協(xié)同強化二者傳遞過程。此外嘗試用其他多種材料增強點解反應過程中電子傳輸效率。張生教授在報告的最后，介紹了團隊在二氧化碳工業(yè)化方面取得的進展。
報告題目：催化劑評價系統(tǒng)-微型反應器搭檔氣質聯(lián)用儀
報告人：島津分析計測事業(yè)部市場部GCMS產品專員 王子君
催化已經滲入了生活的方方面面。島津公司開發(fā)了一套適用于實驗室催化劑快速篩選的系統(tǒng)，可以幫助催化領域的研究者加速對催化劑的研究。微型反應器μ-Reactor是簡便的分析系統(tǒng)，可以對氣體、液體和固體樣品進行分析檢測；高性能微型反應爐可以實現(xiàn)高精度溫度控制和快速升降溫；產物快速分析支持在線MS檢測，并且可以在8個溫區(qū)GC/MS分析。
報告題目：單原子催化劑的配位環(huán)境和動態(tài)演化行為研究
報告人：中科院大連化物所 王愛琴研究員
催化自提出開始便不斷受到化學家的重視。單原子催化劑是一類僅含相互孤立的個體原子作為催化活性中心的負載型催化劑。王愛琴研究員首先介紹了單原子催化劑的發(fā)展過程，標準研究規(guī)范，并將其概念進行拓展，以及單位點催化劑和單原子催化劑的區(qū)別與共通部分。這種催化劑的已經不適用于傳統(tǒng)界面化學的定義，其帶來的新概念也帶來新的思考。介紹了單原子活性中心微配位環(huán)境的多樣性研究、微配位環(huán)境的精細調控的研究、Ru-N-C單原子催化中心微配位環(huán)境調控研究、Ru-N-C第二殼層配位環(huán)境的研究、Co-N-C單原子催化中心微配位環(huán)境調控研究等。在報告的最后，以銅基催化劑為例，介紹了在原位表征技術的輔助下，活性位點在反應條件下由單原子到納米顆粒再到單原子的結構動態(tài)變化。
報告題目：冷等離子增強作用下CO2在碳化鉬表面的定向活化與轉化
報告人：大連理工大學 石川教授
冷等離子有能打破原有熱力學平衡，低溫、快速高效，但也有定向性差等特點。石川教授借助冷等離子體構建了冷等離子體-催化耦合CO2加氫催化制取CO體系。在溫和條件下，冷等離子體-催化耦合表現(xiàn)出的催化效率是TOF顆粒催化劑的2倍。通過等離子體系的使用，避免了反應過程積碳的問題，提高了反應穩(wěn)定性，解決了工程長期存在的問題。課題組進一步研究了等離子體-催化協(xié)同機制的特點，并用該方法研究了CH4-CO2重整反應的催化研究。
報告題目：鐵基催化材料的理論設計基礎
報告人： 中科院山西煤炭化學研究所 溫曉東研究員
催化科學是借助數(shù)據(jù)科學與量子力學之間的學科，涉及材料化學、化學工程、分析測試、配位化學、表面科學、物理化學等諸多領域。計算化學作為理論工具已經成為一種“微觀層面分析的手段”。以費托合成為多相催化技術研究的典型范例，課題組研究了工業(yè)鐵基催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性?；贒FT優(yōu)化模型為基礎，對鐵-碳催化劑形成的活性物相進行了辨析和調控研究，并對并針對新一代工業(yè)鐵基催化材料的預測和開發(fā)進行了討論。此外，溫曉東研究員團隊在煤炭間接液化制備油品技術方面，發(fā)明了260~290費托反應催化劑活性的碳化/氧化動態(tài)穩(wěn)定化技術。
報告題目：沸石分子篩上活性位與催化反應機制的固體核磁共振研究
報告人：中科院武漢物理與數(shù)學研究所 徐君研究員
核磁共振在固體核磁、材料科學、表面化學、生物科學等領域有諸多應用。沸石分子篩的物理化學性質特殊，在催化領域中有重要應用前景。徐君對ZSM-5分子篩骨架用借助固體NMR，對其Lewis酸性位活性進行評估。此外也用NMR觀測了Zn、Mo、Ga改性后的分子篩金屬活性中心，并且定了新的活性位點。徐君研究員也構建了簡述協(xié)同活性中心的方法，利用NMR、IR等檢測手段，跟蹤了Mo/ZSM-5分子篩催化劑甲烷無氧芳構化反應、研究了Sn-分子篩Sn活性位點的醛酮交換反應。位進介紹了分子篩不同T位點區(qū)分與反應活性。此外，核磁共振也可以用于觀測分子篩中相互作用研究，例如：分子篩孔道與酸性影響雙分子反應、非共價鍵相互總用對反應活性影響等。
報告題目：同步輻射X射線譜學在能源小分子催化轉化中的應用
報告人：中國科學技術大學 姜政教授
姜政教授介紹了X射線吸收能譜，以及SRXS方法與材料結構關聯(lián)的信息。目前X射線樸學表征方法學利用原位該分辨XANES、模擬計算、Δ-μXANES和亞秒/秒級時間分辨+大數(shù)據(jù)分析。在小波變換方面通過原位XAF研究了Co2C的形成過程；在高分辨X射線發(fā)射譜方面，借助差譜特征判斷Co和Mn相關催化劑的結構變化；通過原位發(fā)射譜研究Cu基催化劑還原CO2等。同步輻射光源譜學平臺已經在北京、上海、合肥等多地完成建設。其中上海光源譜學平臺已經有動力學線站、能源材料線站、稀有元素線站等多條分析線。
報告題目：數(shù)據(jù)驅動的工業(yè)催化劑設計
報告人：天津大學 趙志堅教授
催化反應工程從最遠處的試錯法，再到人為計算，再到如今的人工智能背景下的大數(shù)據(jù)計算，已經取得了質的飛躍。趙志堅教授介紹了其團隊開發(fā)的催化劑模型的算法，對合金特征進行模擬，并在此基礎上開發(fā)了CuZu納米催化劑。其催化劑與預測理論活性有較高的相似性，為設計新一代高效催化劑提供了理論基礎。此外，課題組也借助DFT計算了CuCo熱還原CO2反應機理并進行了實際的實驗測試。在復雜反應網絡方面，利用機械學習和人工智能抽提描述符提出普適性設計準則，完成對催化劑的快速篩選等功能。在耦合多尺度計算方法上，實現(xiàn)跨尺度按耦合模擬。
報告題目：超臨界流體色譜分離技術在油品分析中的應用
報告人：島津中國創(chuàng)新中心高級專家 郭彥麗
超臨界流體是指二氧化碳流體在低超臨界溫度和壓力下呈現(xiàn)的一種特殊的狀態(tài)。其密度與液體接近，有良好的溶劑化能力，同時粘度和擴散能力接近氣體，物質交換效率，由于二氧化碳無毒無害因此也更加環(huán)保，且其和油脂互溶性好，適合油脂樣品分析。島津SFC可以在原本GC-FID系統(tǒng)基礎上進行合并，完成從氣相色譜到超臨界流體色譜儀的升級。介紹了SFC-GC-FID柴油中芳烴快速定量、汽油中烯烴分析、油脂樣品在線凈化實現(xiàn)多環(huán)芳烴檢測的案例。除此超臨界色譜還可以與液相色譜聯(lián)用對食物油中成分進行分析測定。
學術報告后，進行了第二屆“島津杯”天津大學化工學院優(yōu)秀博士生論文頒獎活動，通過post展示、現(xiàn)場答疑，參會的專家無記名投票選出了10篇優(yōu)秀論文，島津市場部陳志凌高級經理對10位獲獎的優(yōu)秀論文作者進行了頒獎。
島津為墻報獲獎人員頒獎
同期也舉辦了學科建設研討會，天津大學化工學院的領導與部分參會學?；瘜W和化工學院的院長/副院長一起參加了研討，就學科建設中學科設立、人才引進、管理、考核等等各方方面進行了非常坦誠、充分的交流，與會者均表示收獲頗多。
催化學術研討會現(xiàn)場
參加論壇人員合影
