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催化剂稳固化的理性设计策略

来源:合肥微尺度物质科学国家研究中心
 
报告题目   催化剂稳固化的理性设计策略
报告人   刘露杰 副研究员
报告人单位   浙江大学
报告时间   2026-08-06 10:00:00
报告地点   东校区理化大楼18011会议室
主办单位   合肥微尺度物质科学国家研究中心
报告介绍

报告摘要:

90%以上的化学工业过程都依赖于催化剂的参与,催化剂在整个反应过程中并不是静止不变的。实际上催化剂表面的金属原子、团簇、颗粒等经历着复杂的动态结构演化,例如,扩散、迁移、团聚等。负载型金属催化剂的烧结主要遵循“迁移合并”和“奥氏熟化”机理,而反应气氛下的化学诱导效应会导致后者的可能性更大。金属烧结会造成催化剂不可逆失活,直接影响生产效率提升和工艺进步。有效调控金属物种迁移,切断熟化路线对提升金属纳米颗粒催化剂的稳定性具有重要意义。

  铜的塔曼温度相对其他金属元素较低,这意味着铜基催化剂在工况下更易烧结。基于对金属纳米颗粒烧结过程的理解,研究提出了两种铜基催化剂的稳固化策略,即通过控制传统烧结过程中铜物种的动态结构演化路径来设计具有抗烧结性能的高效催化剂,以及在载体上构筑极弱的金属-载体作用区域抑制铜物种烧结。策略1采用了富羟基巢的Beta沸石分子筛作为载体,捕获了铜熟化的中间体(CHxO-Cu1);当原子级铜物种在羟基巢落位成核后,该中心进一步诱导新的纳米颗粒生长,逆转经典的奥氏熟化过程,显著抑制了大颗粒的形成,从而提升了催化剂的稳定性。策略2则在无定形氧化硅为上,通过甲基修饰,构筑了金属-载体的弱相互作用区域,提高了铜物种在载体表面迁移所需的能量,从而实现金属物种的稳固化。


报告人简介:

  刘露杰博士于2017年毕业于浙江大学化学系,随后赴日本东北大学Tomishige课题组攻读博士学位。2021年获工学博士学位后,加入浙江大学化工学院肖丰收教授课题组从事博士后研究;2025年出站后,进入浙江大学能源工程学院开展科研工作。主持国家自然科学基金面上项目、青年科学基金项目及海外博士后引进计划等国家级、省部级项目10余项,在Science、Chem. Soc. Rev.等期刊发表学术论文30余篇。主要研究方向包括多相催化剂的设计与开发、废弃资源的高值化利用。


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