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国家自然科学奖一等奖“纳米限域催化”:原始创新 始于毫末

  北京11月3日电(记者 高凯)在11月3日举行的2020年度国家科学技术奖励大会上,被视为“原创性最强、科学价值最高”的自然科学奖一等奖颁给了由中国科学院包信和院士带领的中国科学院大连化学物理研究所(简称大连化物所)团队的“纳米限域催化”项目。

  668棋牌游戏大厅作为核心技术,催化在能源转化、材料合成、环境保护及生命健康等领域发挥着决定性作用,而包信和院士所带领团队的“纳米限域催化”项目,借助微至“毫末”的纳米尺度的空间以及界面限域效应对催化体系电子能态进行调变,实现催化性能的精准调控。

包信和院士 谢震霖 摄

  解密“黑匣子”

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  现代化工中,大多数产品生产都与催化过程息息相关。人类一直在探索催化反应中起关键性作用的活性中心的构建原理及其催化机理。然而,长久以来,催化过程却被视为“黑匣子”,揭示这个“黑匣子”将会大大促进资源优化利用和高效催化剂的创制。

  二十年来,包信和带领的团队所致力于研究的,正是这个“黑匣子”秘密。

  668游戏中心下载经过坚持不懈的潜心研究和实践,包信和院士和他的研究团队借助纳米尺度的空间、界面等限域效应对催化体系电子能态进行调变,实现了催化性能的精准调控,提出“纳米限域催化”概念。

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  “我们给出了‘黑匣子’里的可能性,由此就有了精准调控的路径。”包信和说。

  至于这种“精准调控”能做什么,包信和举出当下最受关注的煤炭清洁高效利用的例子。

  近百年来,为了以煤为原料获得乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃,国际上普遍采用的技术是传统费托合成技术,受限于催化作用原理,该过程需要大量水,且能耗大。

  而随着纳米限域及界面限域概念的形成和完善,包信和研究团队另辟蹊径,使得新技术不需要水煤气变换制氢过程,工艺流程短,可显著降低工艺水耗、过程能耗和二氧化碳排放,煤炭的清洁高效开发由此成为可能。

  2016年3月,《科学》杂志刊登了这一研究成果,并同期刊发了以“令人惊奇的选择性”为题的专家评述文章,认为未来该过程在工业上将具有巨大的竞争力。

  目前,包信和院士团队成功拓展OXZEO®催化剂设计思想,初步创建了煤经合成气直接转化新技术平台,实现了系列高值化学品和燃料的定向合成,引领了节水、节能高效煤化工发展新方向。

包信和院士 谢震霖 摄

(责任编辑:特色棋牌游戏)

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