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催化加氫過程是現(xiàn)代工業(yè)的重要過程， 是清潔 燃料和高階化學(xué)品生產(chǎn)中 的關(guān)鍵步驟。 經(jīng)估算 催化加氫在整個(gè) 化學(xué)工業(yè)體系 中的占比 超過 3 0% 。 在 催化 加氫 工業(yè) 過程中， 雖然使用粗氫作為氫源 具有 工業(yè)裝置簡(jiǎn)單 、 更高的經(jīng)濟(jì)性 等特點(diǎn) ，但是粗氫中含有的少量一氧化碳 ( 從幾百到幾千ppm ) 會(huì)造成加氫催化劑很快失活。 這部分ppm 量 級(jí)的CO 由于 和貴金屬催化劑具有很強(qiáng)的相互作用 ，在催化反應(yīng)過程中占據(jù)催化活性位，從而使得反應(yīng)物分子無法在催化劑表面吸附而導(dǎo)致催化劑中毒失活。 所以，現(xiàn)代催化加氫過程一般使用更為昂貴而且工業(yè)裝置更為復(fù)雜的 高純氫 系統(tǒng)作為 氫源。 發(fā)展新型高效貴金屬催化劑，提高貴 金屬 催化劑 對(duì) CO 耐受度， 甚至 直接利用粗氫進(jìn)行 低溫 催化加氫反應(yīng) ， 從而 降低加氫成本 和工業(yè)催化裝置的復(fù)雜性 是該研究領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn) 。

1、成果簡(jiǎn)介：（500字以內(nèi)） 以鈦金屬為基體的帶有電催化涂層的電極最初由H. Beer在1965年發(fā)明，被稱為DSA?型RuO2-TiO2涂層陽極在意大利的Denora公司首先實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，商品名稱為尺寸穩(wěn)定陽極DSA? （Dimensionally Stable Anode）。DSA?陽極首先被用到氯堿工業(yè)，由于它的不溶性，氯過電

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)了一種新的碳化鉬負(fù)載的原子級(jí)分散Pt催化劑，能夠在低溫（150 ~ 190 ℃）條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)水和甲醇的高效液相重整產(chǎn)氫。其中，原子級(jí)分散鉑-碳化鉬雙功能催化劑在190 ℃條件下，催化產(chǎn)氫速率可達(dá)~20000molH2/(molPt * h)，活性較傳統(tǒng)鉑基催化劑提升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)了一種新的碳化鉬負(fù)載的原子級(jí)分散Pt催化劑，能夠在低溫（150 ~ 190 ℃）條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)水和甲醇的高效液相重整產(chǎn)氫。其中，原子級(jí)分散鉑-碳化鉬雙功能催化劑在190 ℃條件下，催化產(chǎn)氫速率可達(dá)~20000molH2/(molPt * h)，活性較傳統(tǒng)鉑基催化劑提升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

成果簡(jiǎn)介：  本團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近十年的研發(fā)，突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的綠色、高效、廉價(jià)稀土基催化劑，可以替代貴金屬催化劑（國(guó)內(nèi)外），大幅度降低生產(chǎn)成本，總體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，具有極強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，也符合“中國(guó)制造2025”稀土資源高端產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局。 構(gòu)建了稀土（Ce，L

研究催化劑在實(shí)際催化反應(yīng)過程中的狀態(tài)對(duì)于理解催化劑的催化機(jī)理具有非常重要的意義。實(shí)際催化過程中，氣體分子會(huì)通過影響表面能進(jìn)而對(duì)催化劑的表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)制。但受限于研究方法，在真實(shí)催化環(huán)境中，氣體分子如何重構(gòu)催化劑表面仍然不清楚。此外，除了催化劑表面結(jié)構(gòu)的變化，在催化反應(yīng)過程中，催化劑顆粒整體的結(jié)構(gòu)乃至物相也會(huì)發(fā)生變化。

腈水解酶、腈水合酶在高值精細(xì)化工產(chǎn)品的綠色合成中有較高的利用價(jià)值。應(yīng)用代謝工程育種和高通量篩選等技術(shù)選育高效生產(chǎn)菌種，提高酶的發(fā)酵產(chǎn)量及催化效率；解決腈水解酶的催化效率、穩(wěn)定性與實(shí)用性的共性關(guān)鍵技術(shù)問題，改造或構(gòu)建高效的工程菌株；研究腈水解酶規(guī)模化生產(chǎn)的發(fā)酵與分離純化技術(shù)，研 究腈水解酶的固定化等應(yīng)用工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)該酶在化工、醫(yī)藥、飼料等工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

從簡(jiǎn)單烯烴出發(fā)高效、高選擇性地合成高價(jià)值化合物一直是有機(jī)化學(xué)工作者追求的目標(biāo)。在這一過程中，過渡金屬催化劑起到了重要的作用。傳統(tǒng)的烯烴官能團(tuán)化反應(yīng)一般可分為兩類：極性過程或者自由基過程，二者有各自的優(yōu)勢(shì)和局限。如何通過設(shè)計(jì)新的催化過程，在一個(gè)反應(yīng)中融合上述兩種過程，取長(zhǎng)補(bǔ)短，是實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)潔、綠色合成的重要途徑。朱戎課題組提出利用鈷介導(dǎo)的自由基-極性交叉過程（Radical-Polar Crossover），在氫原子轉(zhuǎn)移（HAT）氫官能團(tuán)化反應(yīng)中初步實(shí)現(xiàn)了上述目標(biāo)。這一最新進(jìn)展發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》上（Xiao-Le Zhou1, Fan Yang1, Han-Li Sun, Yun-Nian Yin, Wei-Ting Ye and Rong Zhu*. Cobalt-Catalyzed Intermolecular Hydrofunctionalization of Alkenes: Evidence for a Bimetallic Pathway. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 7250.）。 第一過渡系金屬催化的HAT氫官能團(tuán)化反應(yīng)是一類具有重要合成學(xué)意義的自由基反應(yīng)。研究在該體系中引入高價(jià)碘試劑作為雙電子基團(tuán)轉(zhuǎn)移氧化劑和親核試劑的前體，在鈷氫物種催化下，實(shí)現(xiàn)了自由基與極性過程互補(bǔ)融合的新反應(yīng)途徑。利用該方法在室溫下即可完成羧酸、酚、磺酰胺等各類親核試劑對(duì)非活化和活化烯烴形式上的加成，從而以高官能團(tuán)兼容性，一步合成較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，具有潛在的重要應(yīng)用價(jià)值。他們進(jìn)一步通過細(xì)致的動(dòng)力學(xué)研究和控制實(shí)驗(yàn)，揭示了鈷配合物在催化循環(huán)中所扮演的多重角色，并提出反應(yīng)可能經(jīng)過雙金屬過程。該過程涉及到的關(guān)鍵中間體中包括一類有機(jī)鈷配合物，這一發(fā)現(xiàn)有望為金屬催化自由基反應(yīng)中的配體調(diào)控提供新的思路。

光催化劑的實(shí)用化研究一直受到人們的廣泛重視，目前的研究熱點(diǎn)主要集中在探索新型光催化材料，將凹凸棒土的高吸附特性和光催化技術(shù)結(jié)合起來，將活性光催化劑負(fù)載在凹凸棒土表面，可以解決光催化劑的固定化問題，明顯提高催化劑的光催化性能；同時(shí)，由于凹凸棒土的特殊棒晶狀結(jié)構(gòu)，使光催化劑易于沉降、分離，重復(fù)利用， 解決了催化劑的重復(fù)利用問題，具有突出的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。 技術(shù)特點(diǎn)：一種 CO2 轉(zhuǎn)化為環(huán)碳酸酯的高效納米催化劑及其制備方法，通過將天然凹凸棒礦石粉碎篩選，去除雜質(zhì)，得到凹凸棒粉末 后分散到第一溶劑中，加入改性劑

在利用太陽能分解水制取氫氣的催化劑研究上取得新進(jìn)展。該研究工作借鑒自然界光合作用，在多個(gè)光敏中心多個(gè)催化中心產(chǎn)氫器件構(gòu)筑的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將其植入到金屬有機(jī)框架材料中，模擬自然界酶催化環(huán)境中質(zhì)子和電子的傳輸與轉(zhuǎn)移，在有效規(guī)避分子基催化劑穩(wěn)定性差的同時(shí)，極大地提高了光催化產(chǎn)氫性能，為人工模擬光催化劑的設(shè)計(jì)和構(gòu)筑提供了新的思路。? 人工模擬光合作用，利用太陽能在催化劑作用下分解水制取氫氣，是實(shí)現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)化為清潔的化學(xué)能，解決人類社會(huì)面臨的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的理想途徑。在早期，我校化學(xué)學(xué)院蘇成勇教授和石建英副教授研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了空間上相互獨(dú)立、功能上相互等價(jià)，集合8個(gè)光敏金屬有機(jī)釕中心和6個(gè)催化Pd2+中心于一體的金屬-有機(jī)分子籠產(chǎn)氫器件[Pd6(RuL3)8]28+(MOC-16)，在單一分子籠內(nèi)構(gòu)筑出多個(gè)相互獨(dú)立的能量傳遞和電子轉(zhuǎn)移通道，獲得了高達(dá)380 μmol h-1的初始產(chǎn)氫速率和635的TON(48h) [Nature Communications, 2016, 7: 13169]。雖然金屬有機(jī)分子籠提高了分子基催化劑的產(chǎn)氫性能，但光照條件下的穩(wěn)定性仍然是制約其進(jìn)一步應(yīng)用的決定因素。       最近，我校化學(xué)學(xué)院蘇成勇教授和石建英副教授研究團(tuán)隊(duì)又基于配位組裝策略實(shí)現(xiàn)了Au25(SG)18納米簇在金屬有機(jī)ZIF-8主體框架內(nèi)部和外表面的可控組裝[Advanced Materials, 2018, 30,1704576]。采用相似策略，他們將MOC-16植入到ZIF-8主體內(nèi)，進(jìn)一步將ZIF-8轉(zhuǎn)化為Znx(MeIm)x(CO3)x (CZIF)，獲得了MOC-16@CZIF催化劑。