碳基催化材料与碳催化过程
分会场召集人：彭 峰，余 皓
秘书: 曹永海，华南理工大学，15989088579，meyhcao@scut.edu.cn
主题报告
袁友珠
厦门大学
个人简介：袁友珠，厦门大学特聘教授，醇醚酯化工清洁生产国家工程实验室（厦门大学）主任。受聘担任中国化学会催化委员会和均相催化委员会委员，“催化学报”、“洁净煤利用”和“无机盐工业”等杂志编辑；获中国高校自然科学二等奖、教育部优秀骨干教师、福建省百千万人才工程、省和市高层次人才A类、厦门市拔尖人才和优秀教师等。主要研究方向为用于碳基高值化学品合成催化剂制备与构效关联，在C1催化、选择性加氢、合成气制乙二醇/高碳醇，以及生物木质素和CO2高值转化利用等方面，主持完成国家基金重点/面上项目，科技部973/863和国家重点研发计划项目课题等30余项，在Science，Sci. Adv.，Nat. Commun.和ACS Catal.等国内外期刊发表200余篇论文，H因子45，获授权发明专利30余件。
报告题目：富勒烯电子缓冲机制在涉氢催化反应中的应用
报告摘要：铜基催化剂广泛用于C–O键加氢、醇类重整、CO氧化和NOx还原等，但面临在反应过程中的价态失衡和易烧结失活等问题；添加助剂以改良其性能和稳定性，有广泛研究。以C60和C70为代表的富勒烯材料具有独特的结构和电子特性，能可逆接收和释放电子，被应用于电化学和光伏器件等领域，但将富勒烯的电子特性用于促进铜基催化剂性能的研究，较为缺乏。
我们制备C60-Cu/SiO2催化剂用于草酸二甲酯（DMO）加氢制乙二醇（EG），实现了常压反应，且在1000小时测试中保持性能稳定，与常规Cu/SiO2相比，EG收率提高近10倍。表征结果表明，多数C60吸附在Cu颗粒表面，和Cu之间形成了d-π相互作用，抑制了催化剂中Cu物种的还原，显著提升了Cu+的含量；在电化学循环伏安和理论计算等支持下，确认C60可作为“电子缓冲剂”来稳定Cu+物种，且在催化反应中维持Cu0/Cu+平衡，使催化剂呈高活性和高稳定性。此外，与C60结合的Cu物种增强了对H2的化学吸附，也有助于提升催化剂性能。
基于这些结果，我们进一步研制了用于碳酸乙烯酯低压加氢制甲醇和EG以及甲醇水蒸气重整制氢的富勒烯促进型铜基催化剂，获得良好进展。
邓德会
中国科学院大连化学物理研究所
个人简介：邓德会，研究员，博导，国家杰出青年科学基金获得者，国家重点研发计划首席科学家。从事能源小分子催化转化方面的基础科学和应用研究。原创提出“铠甲催化”概念，开发出高活性、长寿命、低成本“铠甲催化剂”，研制出高性能电解水制氢制氧系统并实现产业应用。在Science、Nat. Catal.、Nat. Nanotechnol.、Nat. Synth.等国际知名刊物上发表SCI论文90余篇，他引1.6万余次，申报国内外专利109件。已承担科技部国家重点研发计划项目、基金委基础科学中心项目、基金委重大项目、中科院先导专项、英国bp公司、丹麦Topsoe公司、中触媒等多个科研项目。曾获中科院青年科学家奖（2022）、2020年度国家自然科学奖一等奖（第四完成人）、中科院青年五四奖章（2022）、中国化学会青年化学奖（2017）、国际催化大会青年科学家奖（2016）等荣誉。
报告题目：铠甲催化：从基础研究到工业应用
报告摘要：催化学科经过近190年的发展，已建立了以“反应活化能”、“表面吸附”、“活性中心”等为代表的基础概念，为催化剂的设计和开发奠定了理论基础。然而，面向实际应用的催化剂开发，一个重要指标就是高的稳定性和耐久性。迄今为止，人们对高稳定性催化剂的开发基本上还停留在一个试错阶段，并没有形成统一的认识。报告人团队通过合成策略的创新，创造性地将非贵金属纳米粒子精准地封装在石墨烯等二维材料卷曲形成的“铠甲”中，发现高稳定的二维材料能够保护非贵金属免受苛刻环境如强酸、强碱等介质的刻蚀，而非贵金属的自由电子可以转移到二维材料“铠甲”表面并激发催化活性。基于此，在国际上率先提出“铠甲催化”概念，并在二维材料卷曲形成的零维、一维、三维“铠甲催化”体系中得到拓展和完善。成功实现了“铠甲催化剂”在强酸、强碱、高温等苛刻条件下的催化体系（燃料电池、电解水、电解硫化氢、二氧化碳转化等）中高活性和高稳定性地运行，为苛刻条件下高稳定性和高活性催化剂的设计提供了新途径。基于这一概念，开发出整体式非贵金属“铠甲催化剂”，并将其应用到电解水中，解决了电解水中非贵金属催化剂活性低和稳定性差的双重挑战。在此基础上，成功研制出高性能、长寿命、低成本的电解水制氢制氧装置和系统，并实现其在工业绿氢和生命健康等领域的应用。
覃勇
中国科学院山西煤炭化学研究所
个人简介：覃勇，男，中国科学院山西煤炭化学研究所研究员。2005年于中国海洋大学获得博士学位，2005-2011年先后在德国锡根大学和马普学会微结构物理研究所做博士后研究，2011年回国到山西煤炭化学研究所工作至今。入选中国科学院人才计划（终期结题优秀）、科技部人才计划、国家百千万人才工程等，享受国务院政府特殊津贴。主要研究领域为多相催化、纳米催化、原子层沉积方法及应用等。主持国家杰出青年科学基金、国家基金联合基金重点、国家重点研发计划课题、壳牌公司项目等。已在Acc. Chem. Res.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Nature Commun等发表论文160余篇。获山西省自然科学一等奖、国防科学技术二等奖等奖项。担任《燃料化学学报》、《催化学报》、《The Innovation》等期刊编委。
报告题目：碳纳米材料表面原子层沉积
报告摘要：碳材料负载的金属催化剂在化学工业具有非常广泛的用途。作为多相催化剂常用的载体，碳材料具有稳定性高、耐酸碱等优势。然而，常用的负载方法，包含浸渍、沉淀、化学气相沉积、溶胶-凝胶等，在粒子尺度调控、成核位点控制等方面存在局限性。另外，由于碳载体表面成核位点类型多样，导致得到的负载金属催化剂活性位点结构均一性和稳定性等方面也存在挑战。因此，需要发展新方法， 提高碳载体表面成核位点结构均一性，实现沉积物种尺度和落位的精准控制。原子层沉积是一种先进的材料沉积技术。基于此技术，通过原位产生成核位点等方法，我们在碳材料表面构筑均一稳定的成核位点，并通过控制沉积动力学等方法，在碳载体（包括碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯等）表面沉积金属物种，通过在原子级别精准控制金属物种的尺度，实现了单原子、团簇和亚纳米粒子的可控负载，所得催化剂在多种催化反应体系体现出优异的催化性能和稳定性。
万颖
上海师范大学
个人简介：万颖，教授，主要从事介孔碳载金属催化剂电子结构调控策略研究。在Nat. Catal.、Nat. Commun.、Natl. Sci. Rev.、J. Am. Chem. Soc.等刊物发表论文90余篇。合作出版Ordered Mesoporous Materials等3部专著。任期刊Chem. Synth.绿色催化领域责任副主编、《催化学报》编辑委员会委员，兼任国际介观结构材料协会秘书长、中国化学会女化学工作者委员会委员等。获得国家杰出青年科学基金资助。
报告题目：利用d电荷密度描述因子创制碳载金属催化剂
报告摘要：产品精细化是国家化工发展水平的重要标志。含氮杂环化合物是一类应用非常广泛、具有代表性的精细化工产品，例如FDA批准的药物中60%以上含有含氮杂环。催化加氢、C-H键官能团化反应是含氮杂环化合物高值化、精细化的重要途径。但是在工业生产中往往需高温高压，导致其易爆、安全性差，且催化剂套用次数少，成本高。这主要是因为含氮杂环化合物在催化剂表面存在强吸附，毒化活性中心，并导致金属流失、团聚。同时，反应物、中间体和产物之间存在能量线性标度关系。这些问题导致催化剂活性、选择性和稳定性难以兼顾，贵金属用量大。
本次报告中我将介绍近期的工作：（1）提出并实验证实金属的d电荷密度可作为表征催化剂活性的描述因子；（2）揭示金属d电荷密度的调控机制，并以催化加氢、C-C/C-O偶联反应为例，创制高效、稳定的介孔碳载金属催化剂，打破线性标度关系，变革反应路线，实现含氮杂环分子高效绿色合成。
任钟旗
北京化工大学
个人简介：任钟旗，教授，博士生导师，国家杰出青年基金获得者、全国石油和化工优秀科技工作者、教育部新世纪优秀人才。主要从事分离与传质过程强化、臭氧氧化催化剂设计与应用的研究工作，发表学术论文200余篇，申请和授权国家发明专利39件，参编教材1部（副主编）。获国家科技进步二等奖1项、教育部高等学校科技进步一等奖1项、中国化工学会科技进步一等奖1项、中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖4项、二等奖1项，霍英东青年教师奖等多项奖励。
报告题目：钙基高分散双位点多孔碳球臭氧氧化催化剂的构建与应用
报告摘要：针对过渡金属氧化物臭氧氧化催化剂存在的金属活性组分易团聚流失、形成重金属二次污染等问题，建立了以钙氧化物为活性组分，基于表面工程形成的碳化表面设计合成具有金属/非金属双位点协同作用的新型绿色高效钙基高分散双位点臭氧氧化催化剂；基于海藻酸钠等与Ca2+交联反应，以化学键合的方式实现具有更强稳定性和更好分散性的钙基金属位点的构建，并在交联过程中引入非金属位点，通过稳定剂及致孔剂的加入，形成自支撑钙基高分散双位点多孔碳球催化剂的制备新方法，在催化剂表面以及孔道内实现金属/非金属活性位点的同步构建，并通过微流控等方式实现多孔碳球形貌尺寸的精准调控。与传统过渡金属氧化物组分相比，Ca-OH碱性位点与非金属位点的协同作用强化了羟基自由基的生成，对于各种实际高盐有机废水（如石化废水、化工园区废水等）都表现出了优异的降解效果，COD去除率可达40-76%，催化剂表面无明显的无机盐沉积，具有良好的稳定性与催化活性。
邀请报告
荣峻峰
中国石化新能源研究所
个人简介：荣峻峰，博士，教授级高工，博士生导师；中石化石油化工科学研究院首席专家，中国石化“有突出贡献专家”。长期从事催化材料和新能源领域的应用基础研究和技术开发工作，主持完成了碳包覆镍纳米材料的工业放大，主持开发了电解水制氢高活性铂原子簇阴极催化剂、燃料电池高稳定性阴极ORR催化剂和抗S/CO中毒阳极HOR催化剂。组织团队完成了MW级PEM电解堆及BOP系统的开发。研发Pt/C原子簇催化剂已成功应用于MW级PEM电解槽。开发的多项技术实现了工业应用。博士已申请发明专利266项，已获中国专利授权180余项，获国际专利授权39件。发表学术论文100余篇。荣峻峰博士2015年获得中国工程院“闵恩泽能源化工奖-杰出贡献奖”。曾获得中国石化前瞻性、基础性研究科学奖一等奖、技术发明三等奖和科技进步三等奖等多项奖励。
报告题目：石墨烯包覆镍纳米材料的工业制备与应用
报告摘要：高活性、高安全性、低成本的非贵金属催化剂是绿色催化技术的研究热点。以Fe、Co、Ni等金属纳米材料为代表的非贵金属催化剂存在稳定性、安全性较差的难题。近年来，以石墨烯层为壳、非贵金属纳米颗粒为核的石墨烯包覆金属纳米颗粒受到了广泛关注。相关研究表明，石墨烯外壳显著提高金属内核在较苛刻条件下的稳定性。目前此类催化材料多以金属有机框架材料（MOF）为前驱体，在高温惰性气氛下热解制备。由于MOF合成存在大量使用有机溶剂、部分配体价格较贵、产率较低等一系列缺点，制约了此类材料的进一步应用。为此，我们开发了低成本、简易、绿色制备前驱体的新方法，无需使用有机溶剂，无需水热合成，并且金属原子的利用率可达100%，在此基础上开展了该材料的工业放大制备，成功地制备了工业级石墨烯包覆镍纳米（Ni@G）复合材料。进一步将此材料应用于芳香硝基化合物的选择性加氢反应，可实现在温和条件下（60℃, 1 MPa H2, ≤2h）高选择性地（>99.9%）合成芳香胺类化合物。石墨烯包覆镍纳米（Ni@G）复合材料在选择性加氢、催化氧化、以及N2O催化分解等绿色催化领域显示出优异的催化性能。在此基础上还可以进一步制备石墨烯包覆镍铂合金与石墨烯包覆镍钌合金纳米，显示出优异的ORR和HER电催化活性。
段学志
华东理工大学
个人简介：段学志，教授/博导，化学工程联合国家重点实验室副主任、学院党委副书记兼纪委书记。2007年学士毕业于湘潭大学，2012年博士毕业于华东理工大学，师从袁渭康院士、周兴贵教授。2012-2013年在华东理工大学从事师资博士后，合作导师：龚学庆教授；2013-2015年赴挪威科技大学De Chen院士课题组从事博士后研究。2017年入选上海高校特聘教授(东方学者)、上海市青年科技启明星计划，2019年获得国家优秀青年科学基金项目支持，2021年入选上海市优秀学术带头人，2023年入选国家级高层次人才。
现任National Science Review编辑工作组成员，Nano Research、Green Energy & Environment、《化工学报》等(青年)编委；作为客座编辑，为Chemical Engineering Journal、EcoMat、Green Energy & Environment、《化工学报》和《化学反应工程与工艺》等组织反应动力学与催化剂设计方面的专刊。担任中国颗粒学会青年理事，中国化工学会稀土催化与过程专业委员会委员、化工过程强化专委会青年委员，中国石油和化学工业联合会高端专用化学品专业委员会委员，中国能源学会能源与环境专业委员会委员，上海市化学化工学会催化专业委员会副主任委员等。
以反应动力学为研究主线，致力于介观动力学视角下的工业催化剂和反应器设计开发。主持国家优秀青年科学基金项目、上海市自然科学重大项目、中国石化委托项目等20余项。在JACS、Angew. Chem.、Nature Commun.、Engineering、AIChE J.等上发表SCI论文170余篇，包括化工三大期刊40篇。相关研究成果获得2022年中国化工学会“基础研究成果奖一等奖”、2019年中国石油和化学工业联合会“科技进步一等奖”、2019年教育部“自然科学奖二等奖”。
此外，获得2022年中国化工学会和全球华人化工学者学会“国际杰出青年化学工程师奖”，2021年上海市“优秀共产党员”，2020年上海市“青年五四奖章集体”，2019年中国石油和化学工业联合会“青年科技突出贡献奖”，2018年中国化学会“青年化学奖”、霍英东教育基金会“青年教师奖”，2017年中国化工学会“侯德榜化工科技青年奖”、全球华人化工学者研讨会“Outstanding Youth Award”，2016年国际催化联合理事会“Young Scientist Prize”等奖励。
报告题目：介观动力学与催化剂设计
报告摘要：催化技术是现代化学工业的支柱，反应动力学是工业催化剂与反应器设计的重要基础。面向国家重大战略需求和国际学术前沿，聚焦低碳催化与化工过程强化技术，创新提出催化剂主控尺度结构的动力学辨认及调控方法，首创定量描述催化剂介尺度结构(活性位数目和微环境)与介尺度机制(吸附-活化态及分布)的介观动力学，指导高性能催化剂理性设计及精准创制；提出通过构型匹配研究复杂催化体系产物选择性调控的新思路，创新机理及数据驱动的加氢催化剂设计方法，实现目标反应路径定向控制；建立了成型催化剂颗粒外形、孔结构及床层堆积结构的定量描述方法，实现对宏观催化性能的准确预测与优化调控，指导高效能工业催化剂与反应器设计开发。
谢在来
福州大学
个人简介：谢在来，教授，博士生导师，国家“万人计划”青年拔尖人才，福建省杰青，福建省首批“雏鹰计划”青年拔尖人才，福建省“闽江学者”特聘教授。现任福州大学化学学院副院长。主要从事绿色催化和能源材料可控制备研究，在非金属催化烷烃选择氧化、碳基催化材料设计新策略等领域取得创新性成果，并在 Sci. Adv.、Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem、Adv. Mater等国际顶级学术刊物上发表论文 120余篇，参撰中英文科技丛书 2 部，获授权发明专利7 件。
报告题目：新一代氧化脱氢催化材料探索：从碳催化到硼催化
报告摘要：非金属催化是近年来发展迅速的一种绿色环保技术，可在较低温度下实现烷烃氧化脱氢制备相应烯烃分子，开发高效稳定的非金属基催化材料一直是该领域的重点和难点。硼碳氮（BCN）材料，作为新开发的烷烃氧化脱氢催化剂，本质上是由六方硼氮团簇和石墨烯碳簇在纳米尺度杂化而成，其结构和物化性质可通过改变两者的比例进行调控。本次报告阐述了高碳含量的BCN催化剂适用于相对低温条件下的乙苯氧化脱氢反应，而在高温丙烷氧化脱氢（ODHP）反应中往往易分解和烧结。适量碳含量可以诱导更多的缺陷h-BN并产生更多的BOX活性位点，有效调节ODHP反应的活性。迄今为止，低碳含量的BCN材料合成与烷烃脱氢性能调控鲜有报道，研究其构效关系对认识硼基催化剂的反应机理有重要意义。
林扬明
中国科学院福建物质结构研究所
个人简介：林扬明，中国科学院福建物质结构研究所、厦门稀土材料研究所，课题组长，研究员，博导，中国科学院“百人计划”择优获得者，厦门市杰出青年。2016年于中国科学院金属研究所获得博士学位，随后五年在德国马普化学能源转化所担任researcher(合作者：Robert Schlögl院士，德国科学院副主席)；2021年6月入职中国科学院福建物质结构研究所组建能源催化与转化课题组，主要从事非金属碳催化的基础应用研究。相关工作发表论文60余篇，包括Chem. Soc. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Matter等国际权威期刊，发行独著1本，国内外受邀学术报告10余次。担任Journal of Energy Chemistry、Nano-Micro Letters、Exploration等多个期刊的青年编委以及氢能标准化委员会委员等。主持国家级、省部级等项目10余项。
报告题目：碳基非金属催化的分子层面理解
报告摘要：纳米碳材料直接作为非金属催化剂一直引起广泛的研究与关注。大量研究表明，碳材料边缘的杂原子物种或者拓扑几何缺陷是影响催化反应的重要因素。如何逐一定向鉴定不同杂原子物种或者几何缺陷是理解非金属碳基催化本质的关键。截至目前，通过理论计算构建有效碳基模型，是推导非金属碳基催化反应过程学最主要的手段，而通过实验角度对催化本质进行分子层面的揭示依旧是研究的难点。课题组利用有效的纳米碳分子作为催化模型，运用原位实验手段尝试解决电催化反应活性位、反应动力学、中间物种演变等一些重要的科学问题，为进一步突破非金属碳基催化瓶颈的提供一些参考。例如，利用单一物种的含氧（氮）碳分子作为催化剂模型，研究发现C=O键和吡啶型氮分别在涉氧反应OER和ORR反应中起到了决定性的作用，为解决多年碳表面官能团活性物种的争议提供了有效的实验证据。通过原位ATR，进一步研究观察超氧物种O2-以及过氧物种OOH的反应动力学及其可逆动态演变情况，尝试提出碳基电催化可能的决速步骤。
毛善俊
浙江大学
个人简介：毛善俊，2011年山东大学本科，2014年中国科学院金属研究所硕士（导师苏党生研究员），2018年浙江大学化学系博士（导师王勇教授），2021年浙江大学化学系博士后（合作导师王勇教授），2021年起在江大学化学系前瞻研究中心任专职研究员。
从事多相催化的实验与理论计算研究，聚焦选择性加氢、氢甲酰化以及塑料回收利用等方面的构效关系以及新路线开发。目前已在Nature Commun., Chem, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., E.E.S., ACS Catal., J. Catal., Appl.Catal. B Environ.等期刊发表论文50余篇，被引2100余次，获授权发明专利15件，H-index 22。承担和参与国家和省部级项4项。申请人参与开发的高效加氢催化剂成功实现国际首例无铅、无有机助剂炔醇半加氢工业应用（VE、VA、虾青素以及叶醇）。研究成果荣获浙江省“技术发明一等奖”（2/6）、石化联合会“技术发明特等奖”（4/30）和中国专利金奖（5/9）等奖励。
报告题目：碳质组分对金属催化剂的电子和几何结构调控
报告摘要：催化选择性加氢在原料药关键中间体的绿色高效生产中发挥着举足轻重的作用，同时也是最具挑战性的反应类型之一。当反应物中存在多种可还原官能团时（或者存在串联加氢反应），需要优先还原特定官能团，以生产高价值的医药和农药类精细化学品。
报告人分别从三个方面对医药和农药类精细化学品生产中经常涉及的多相催化选择性加氢构效关系，尤其是炭基贵金属催化剂，进行了深入研究，并取得了初步工业应用成果：（1）活性位几何结构定向调控突破原有催化剂设计理念，解决结构敏感性反应活性和选择性不可兼得的难题；（2）首创正交分解法解耦加氢反应的电子和几何效应，发展多化学态复杂物种识别方案揭示载体电子结构调制原理；（3）通过微环境功能化开发微纳有机金属新型多相催化体系，实现室温下资源分子的高效辨识转化。
王欢
广州大学
个人简介：王欢，博士/副教授，2018年9月博士毕业于华南理工大学化学化工学院，化学工程专业（生物质高值化利用研究方向），2018年10-至2021年9月分别在华南理工大学化学与化工学院、新加坡南洋理工大学生物和化学工程学院从事博士后研究，2021年10月-至今 广州大学 化学化工学院 副教授/硕导。近五年在国内外重要学术期刊发表论文50余篇，引用1300余次，H因子21。以一作/通讯在Chemical Engineering Journal、Industrial & Engineering Chemistry Research、ACS Sustainable Chemistry & Engineering等国际专业顶刊发表包括高被引论文25篇，获授权发明专利8件，合著中、英文专著各一部。主持国家自然科学基金2项，主持中国博士后基金特别资助和面上项目各1项，主持广东省自然科学基金面上项目1项，主持广州市科技计划项目2项，参与国家自然科学基金重大项目和重点项目各1项，参与广东省重点研发项目1项。入选2019年广东省人社厅评选的100名博士/博士后创新人物。
报告题目：木质素基CoO-NiP@C异质结及其电催化析氧性能
报告摘要：析氧反应(OER)是影响金属-空气电池、水分解和燃料电池等能量转换和存储技术效率的关键步骤。利用廉价的过渡金属开发高效、低成本的OER催化剂至关重要，但仍具有挑战性。木质素是木质纤维素三大组分之一，占植物体干重约30%，来源广泛、储量丰富、可再生，全球年产量达1500亿吨。木质素分子结构具有三维网状结构特性、含碳量高，是一种理想的碳纳米功能材料前驱体。本研究以来源于制浆造纸工业的碱木质素为原料，通过对其进行磷化改性，并与金属离子配合形成大分子骨架材料，获得了木质素基CoO-Ni7P3@C异质结电催化剂作为高效OER电催化剂。在电流密度为10 mA·cm−2时，催化剂的过电位为180 mV, Tafel斜率为76 mV·dec−1，具有优异的OER活性。此外，CoO-Ni7P3@C在碱性电解质中表现出令人满意的100 h稳定性，这归功于优异的电子传递性能和丰富的多孔结构。本文报道了一种工作稳定性好、活性高、方法简单、成本低的OER电催化剂的设计与构建。这对木质素生物质的高价值高效利用和碳基非贵金属电催化剂的可控构建具有重要的研究意义。
刘平乐
湘潭大学
个人简介：刘平乐，教育部新世纪优秀人才，湖南省“芙蓉学者”特聘教授，湖南省普通高校学科带头人。获国家科技进步二等奖，湖南省科技进步一等奖，湖南省教学成果一等奖，湖南省青年科技奖等奖励，授权国家发明专利31项。在国内外刊物上发表论文90余篇。主持国家自科基金、湖南省战略性新兴产业项目等二十余项纵向科研课题，完成多项横向科研项目，合同金额3000多万元。
报告题目：碳基非贵金属及无金属加氢催化剂构筑与调控
报告摘要：催化加氢广泛用于石油化工、煤化工、精细化工等领域，具有绿色、原子经济的特点。贵金属材料对硝基的转化表现出优异的催化性能，但存在成本高和稳定性问题，限制了其工业应用。碳材料催化剂由于其丰富孔隙结构、高热/化学稳定性和易表面改性等内在优势，既可作为金属基催化剂载体又能够自身作为无金属催化剂，是目前极具开发前景的非均相催化剂。
碳基非贵金属催化剂构筑及其催化硝基环己烷加氢过程研究中，以改性活性碳负载铜基、MOFs和生物质衍生的碳基非贵金属催化剂为出发点，讨论晶面暴露、合金效应、杂原子掺杂、缺陷结构和氧空位等对催化剂结构和性能的影响，深入理解反应过程和机理。研究发现，金属组分的晶面暴露和电子状态，以及催化剂的酸碱性和缺陷结构，会极大地影响其对反应物种的吸附，从而改变反应路径，影响反应性能，对于开发高效的硝基环己烷加氢制环己酮肟催化剂具有重要意义。
碳材料无金属催化剂目前存在活性较低、反应条件苛刻和循环稳定性差的问题和挑战。通过改变催化剂的边缘原子形态、杂原子修饰和立体形貌构筑制备了一系列不同维度的碳材料无金属催化剂，以催化硝基芳烃加氢还原为芳香胺为探针反应结合理论计算探究其结构与催化活性的“构-效”关系。研究发现，氧诱导边缘石墨烯催化剂中人字形边缘存在，催化剂边缘碳原子的sp2或者sp3杂化变化显著影响催化加氢活性。计算结果表明，氧诱导边缘石墨烯的催化加氢性能归因于碳晶格中的电荷重新分布，从而产生带电位点和缺陷位点。氧诱导人字形边缘石墨烯可能是硝基苯吸附、氢气活化和解离的活性中心。通过共价有机框架材料衍生硼氮共掺杂碳纳米片构筑受阻路易斯酸碱对FLPs，表现出优异的催化加氢活性和循环稳定性能。
张吉松
清华大学
个人简介：张吉松，副教授，特聘研究员，博士生导师，2009年和2014年先后在清华大学化学工程系获得化学工程学士和博士学位。2015年10月到2017年9月在美国麻省理工学院化学工程系进行博士后研究。2017年10月起在清华大学化学工程系任教。目前从事流动化学和微填充床气液固反应研究，主要包括：1）基于微填充床技术的加氢和氧化反应；2）医药中间体的连续高效合成；3）基于微器件的在线表征和分析技术。任中国化工学会微化工技术专委会青年委员，中国颗粒学会微纳气泡专委会委员，发表SCI论文90余篇，授权专利15件，技术转化3项，主持优秀青年基金、面上等多项国家自然科学基金及企业合作项目10余项。2019年获选化工期刊I&ECR “Influential Researchers”称号和流动化学期刊Journal of flow chemistry “Emerging investigator”称号，2022年获侯德榜化工科技青年奖。
报告题目：基于活性炭的固定化氮氧自由基催化剂实现连续有氧氧化
报告摘要：连续空气（氧气）氧化技术代替传统氧化技术已成为氧化反应的发展趋势。氮氧自由基作为温和的催化剂在氧化反应中的应用逐渐受到重视。这类氮氧自由基可以被进一步分为稳定的自由基(如2, 2, 6, 6—四甲基哌啶氮氧自由基，TEMPO)，以及由Ｎ—羟基亚胺(如Ｎ—羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI))所产生的活泼自由基(酰基自由基PINO)。当前，氮氧自由基催化剂能够与金属或非金属催化剂形成高效协同体系，配合氧气在温和条件下实现高选择性氧化，获得多样的羰基类化合物。尽管如此，现存催化体系与实际工业需求间尚存差距，主要难题在于当前氮氧自由基催化剂的成本高昂及回收难题。本研究提出了几种基于活性炭固定化的氮氧自由基催化剂新策略，研究了新催化剂在微填充床内实现连续需氧氧化反应，高效高选择性地实现了醇氧化成醛或者酮和亚甲基氧化成酮两类反应。这些催化剂不仅在反应活性方面超越了当前最新商业硅基催化剂，同时在连续流动模式下具有出色的稳定性，对于实现绿色空气氧化具有很好的应用前景。
房瑞琪
华南理工大学
个人简介：房瑞琪，男，1991年生，博士学位，华南理工大学化学与化工学院副教授、博士生导师、广东省杰青。主要从事金属有机骨架基材料的设计制备及催化合成可再生能源和化学品研究，包括高效多相催化剂和新型反应工艺的创制，主持国家级、省部级等科研项目4项。以第一/通讯作者在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Eng. Sci., Adv. Mater., ACS Nano, ACS Catal., Chem. Soc. Rev.等发表学术论文20篇，授权国家发明专利4件。
报告题目：MOF衍生碳材料催化芳香醛高值转化初探
报告摘要：单团簇催化剂 (SCC) 具有可修饰的单团簇位点 (Mx) 和载体，因而被视作多相催化反应的多功能助推剂。一方面，通过调节Mx的金属类型和原子数目可以定性地调变其拓扑结构；另一方面，通过向载体中均匀引入不同的掺杂剂可以精准地调节Mx的电子性质。制备高效的单团簇催化剂对于前沿催化应用的发展具有十分重要的意义，但依然是现阶段催化领域的挑战性难题。
本文提出一种阳离子交换扩散策略，成功制得分散在原子级Fe掺杂MoO2载体上的亚纳米Cu团簇 (平均由四个Cu原子组成的四面体，即Cu4)。所得材料具有多壳中空分级多孔八面体结构。原子级Fe的引入能够显著改变MoO2载体的电子结构，进而实现亚纳米Cu4团簇内的电荷再分布。所得Cu4/Fe0.3Mo0.7O2@C催化剂在催化糠醛与C3~C10伯/仲醇氧化偶联制备相应C8~C15醛/酮产物（生物航空燃油前体）的反应中表现出优异的催化性能，优于常规方法制备的过渡金属催化剂。
邱一洋
浙江工业大学
个人简介：邱一洋，浙江工业大学化学工程学院博士后，主要从事多孔碳材料及工业催化剂的开发，研究方向主要为碳基催化剂的设计合成及乙炔氢氯化应用、碳基脱汞剂开发及气/液相除汞应用、钙基CO2吸附剂合成等；参与国家自然科学基金及省基金项目多项。在碳材料设计合成及催化应用领域具有丰富的研究开发经验，在国际刊等期刊上发表论文10余篇。
报告题目：碳基催化剂表面缺陷结构调控及乙炔氢氯化构效关系
报告摘要：聚氯乙烯（PVC）是工业生产和日常生活中应用最为广泛的工程塑料之一，我国70%以上的氯乙烯是由乙炔氢氯化法生产的。当前PVC产业所用的汞催化剂（HgCl2/AC）存在环保问题，面临着被取代的风险，研发绿色高效的无汞催化剂是解决我国目前氯乙烯行业困境的唯一手段。当前研究结果表明，碳基无汞催化剂具有高活性、高稳定性，可作为一种非常有前途的汞催化剂替代品，但催化剂的反应活性中心仍不明确。本文主要从碳基催化剂表面结构调控出发，通过调节表面缺陷种类及含量，调控碳催化剂表面电子云结构，研究了掺杂缺陷及边缘缺陷、杂化结构配置对碳基非金属催化剂乙炔氢氯化反应性能的影响，发现碳原子的电子云结构是影响碳基乙炔氢氯化催化剂活性的关键。碳表面的缺陷位点可以作为乙炔氢氯化优异的催化活性位点，系统研究了不同缺陷结构对活碳基非金属催化剂的乙炔氢氯化催化性能的影响，建立了碳基催化剂的活性结构与催化性能之间的构效关系。
严凯
中山大学
个人简介：严凯，教授，博士生导师，国家万人计划青年拔尖获得者(资源环境方向)，中山大学百人计划杰出人才，逸仙优秀学者(1%),先后在太原理工大学(硕士), 德国马普煤炭研究所和亚琛工业大学(博士)、加拿大湖首大学(安省政府博士后Fellowship)和美国布朗大学(博士后)从事生物质资源化的研究。发表SCI 论文120余篇，其中以第一/通讯作者发表SCI 论文95篇，主要发表在Nature子刊、Advance Science、Angewandte Chemie International Edition、Applied Catalysis B: Environmental、Materials Today、ACS Catalysis、Chemical Engineering Journal、Green Chemistry、AIChE J等杂志上，19篇入选ESI 高被引论文，6 篇入选封面文章；申请国际和国家专利15 项(授权9项含美国专利和澳大利亚专利各1项，企业转化1项)；受邀编著生物质英文专著3章，受邀担任SCI期刊Sustainable Horizons、Frontiers in Plant Science副主编,3个期刊客座和区域主编和9个SCI期刊(Nano Micro Letters, GEE, CCL, Biochar, FESE，Current Green Chem., 物理化学学报, Carbon Rsearch)等期刊编委/青年编委；主持承担国家万人计划项目、国家自然科学基金面上(3项)、国家重点研发计划子课题(2项)、广东省重点研发和联合基金重点等项目(4项); 获得广东省环境科学学会青年科技奖、国际IAAM Medal 奖、RSC Top 1%高被引学者、中国土壤学会科技一等奖、2020年高等学校科学研究优秀成果一等奖、“离子液体与绿色过程”青年创新奖等多项奖励。
报告题目：生物质基原料资源化利用
报告摘要：全国每年生物质资源的潜力可达10亿吨标煤，是唯一可以多种形态对能源和化学品作出贡献的非化石资源，被认为是化石能源的理想替代品。申请人重点汇报自己课题组在此领域做的一点工作
娄阳
江南大学
个人简介：娄阳，江南大学至善岗位教授、博士生导师、江苏省特聘教授、国家重点研发计划青年科学家项目负责人、江南大学至善青年学者A类。主要从事环境催化和催化新材料领域的基础和应用研究，重点聚集高分散金属催化剂的设计及其在小分子活化方面的应用。近3年主持国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学青年基金、国家自然科学区域联合重点基金（课题）、江苏省面上基金及企业横向技术服务等项目；发表SCI收录论文40余篇，包含J. Am. Chem. Soc.（封面）、Nat. Commun.（亮点文章）、Adv. Sci.、ACS Catal.和Appl. Catal. B: Environ.等；申请中国发明专利12项（授权10项），授权美国专利1项。获江南大学科研成果突出贡献奖、2022年“Wiley威立中国开放科学高贡献作者”等奖项。现任中国稀土学会催化专业委员会、中国化工学会稀土催化与过程委员会委员、《Resources Chemicals and Materials》责任编辑、《Rare Metals》青年编委、《石油炼制与化工》青年编委等
报告题目：边缘“限域”催化剂设计及其催化加氢性能调控
报告摘要：不饱和烯醛选择性加氢生成不饱和烯醇是医药、农药和香料等精细化学产品合成领域内一项非常有价值但具有挑战性的反应过程1,2。在本工作中，我们利用二维MoS2边缘位点锚定单个Rh原子（Rh1/MoS2单原子催化剂），制备具有独特的HO-Mo-S-Rh1-S-Mo-OH几何构型，类似于酶的“口袋型”活性位点，从而通过空间限制和电子效应、限制了巴豆醛的吸附模式。由于2D MoS2边缘位置上的Rh1-S4构型，Rh1原子具有独特的电子结构，极易将H2解离为H原子并提高活性。离解的H原子溢出并与边缘O原子反应形成OH物种，并形成HO-Mo-S-Rh1-S-Mo-OH构型活性中心（Fig.1），由于其空间限域效应，限制了巴豆醛的吸附模式，高选择性将巴豆醛转化为巴豆醇，选择性高达100％（Fig.2）。用单个金属原子和2D纳米片边缘构造袋状活性中心的策略为设计用于催化转化的高选择性催化剂开辟了一条新途径3。
Figure 1 Representative atomic resolution HAADF-STEM images of the as-synthesized Rh1/MoS2 SAC (a) and after three cycles of selective hydrogenation reaction (b); Rh K-edge EXAFS spectra of Rh1/MoS2 SAC, nano-Rh/MoS2 and Rh foil (c); DFT calculated stable Rh1-S4 configuration of the Rh1 active site (d).
Figure 2 Catalytic performance of MoS2, nano-Rh/MoS2 and Rh1/MoS2 SAC for selective crotonaldehyde hydrogenation to crotyl alcohol: turnover number (a) and selectivity (b); conversion and selectivity on Rh1/MoS2 SAC (c); and stability of Rh1/MoS2 SAC (d).
林荣和
浙江师范大学
个人简介：林荣和，浙江师范大学杭州高等研究院研究员。2010年获中科院大连化学物理研究所工业催化博士，师从丁云杰研究员；2010-2015年留所任助理研究员和副研究员；2015-2019年在瑞士苏黎世联邦理工学院从事博士后研究，合作教授为《绿色化学》主编Javier Pérez-Ramírez教授。我的研究方向，主要面向具有工业应用前景的反应过程（选择性加氢、氧化、氨化、制氢等）进行负载型金属纳米催化剂结构设计和性能测试方面的基础研究以及配套工艺过程开发。目前，在Chem. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catal., Adv. Mater., Adv. Funct., Mater.,等化学化工和材料领域期刊发表SCI论文50余篇，获得国内外授权专利十余件。作为主要完成人，单原子铑催化剂烯烃氢甲酰化方面专利成功实现工业应用并获得中国专利优秀奖。
报告题目：Pt-Mo双金属纳米结构的缺陷调控策略与甲酸分解反应性能
报告摘要：负载型多金属团簇具有较高的表面活性位点和多原子间协同作用，因而在多相催化反应中具有良好的应用前景，然而如何亚纳米尺度调控多原子团簇的结构和尺寸是该领域研究的一大挑战。碳材料具有优异的耐酸碱性、丰富的微观孔道结构和可控的表面物化性质，作为固体金属催化剂的载体，碳材料在煤化工以及精细化工等领域具有广泛的应用。相对于传统活性炭，氮的掺杂能够引起碳基体周边电荷的再分布，并产生更为丰富的含氮缺陷位点。这些特性一方面赋予氮掺碳材料作为非金属催化剂更为优异的反应性能，另一方面，通常含氮缺陷位点较活性炭上的含氧缺陷位点具有更强的对金属物种的锚定作用，从而能够改善金属物种的分布、结构以及化学反应中的催化性能。
在本报告中，我们将介绍一种借助氮碳载体缺陷调控多金属团簇结构与尺寸的方法。通过载体缺陷工程调变氮缺陷结构和数量，并结合分步浸渍法分别引入Mo和Pt，成功实现在单原子到平均粒径0.66 nm范围内精确调变双金属的分布。将获得的系列催化剂用于气相甲酸分解制氢反应，其中具有Pt3Mo1N3结构的低核团簇显示出远超目前已报道催化剂的反应性能(TOF高达0.62 molHCOOH molPt-1 s-1)以及优异的稳定性。工况下的双光束原位红外光谱和DFT模拟计算表明，Pt3Mo1N3活性位点上优异的催化性能源自于Pt-Mo原子间的协同催化效应，从而为甲酸分子的连续解离脱氢提供了一条更低能垒的新的反应路径。上述研究结果对于多金属纳米材料结构的理性设计和制备高性能甲酸分解制氢催化剂具有重要的借鉴意义。
黄建林
华南理工大学
个人简介：黄建林，副教授，博士生导师，华南理工大学环境与能源学院。目前主要从事环境电化学、能量存储与转换、电催化方面研究。近五年，以通讯作者在Appl. Catal. B., Nano Energy, Adv. Fun. Mater., J. Mater. Chem. A, Small Methods, Energy Storage Mater.等知名期刊发表学术论文50余篇；申请国家发明专利20余项(授权7项); 受邀在国际/国内能源化学、环境化学相关大会上做邀请报告；中国科学院煤化所“海外杰出青年”入选者，广东省“珠江人才计划”引进创新创业团队核心成员，广州市能源材料表面化学重点实验室副主任；先后主持国家自然科学基金青年、面上项目；广东省、广州市等科研项目。
报告题目：Wood Carbon-Based Electrocatalysts for Overall Water Splitting
报告摘要：Rational design and fabrication of nonprecious metal-based electrocatalysts with high activity and excellent stability for overall water splitting (OWS) is still a grand challenge. Here we report a novel electrocatalyst constructed by incorporating molybdenum into the Ni3S4 lattices grown on carbonized wood (denoted as Mo-Ni3S4/CW). Experimental results and DFT-based calculations demonstrate that lattice expansion of Ni3S4 caused by Mo doping optimizes adsorption energy of hydrogen/oxygen species and regulates local charge density of active sites. Moreover, the 3D low-tortuosity porous CW substrate increases the exposure of active specific surface, accelerates the rates of electron transfer, electrolyte diffusion, and gas products escaping. Accordingly, the Mo-Ni3S4/CW exhibits ultralow overpotentials of 14 and 240 mV for HER and OER at 10 mA cm-2, respectively. Besides, an electrolyzer composed of Mo-Ni3S4/CW electrode shows a low cell voltage of 1.46 V at 10 mA cm-2 while maintaining superior durability over 50 h for OWS.
顾青青
中国科学院大连化学物理所
个人简介：顾青青，博士毕业于中国科学院金属研究所，师从苏党生研究员。博士期间在德国max-planck化学能源转化所组进行联合培养,导师Robert schlogl教授。2021年入职中国科学院大连化学物理研究所，主要从事单原子催化剂、碳催化剂的调控与设计，催化材料(原位)电镜成像研究。迄今为止发表国际著名学术期刊学术论文JACS ，Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catal., J. Mater. Chem. A，Green Chem.，J. Energ. Chem.,等论文27篇。主持/参与博士后学术交流项目，国家自然科学基金青年基金项目、国家自然科学基金面上项目、大连化物所创新研究基金等。
报告题目：纳米碳和硼材料的表面物种调控及其催化性能优化
报告摘要：苯并杂环类化合物是医药、农药以及配位催化等领域中的重要中间体，因而其合成备受关注。目前此路径使用的催化剂多以均相催化剂(如4-甲氧基-四甲基哌啶氧自由基、氰化物等、CuCl、FeCl3以及Pd(OAc)2)为主，催化剂很难再回收，而且目标产物中会残留杂质。与均相催化体系相比，多相催化体系在催化剂回收及再利用方面具有明显的优势，然而已报导的多相催化体系均使用金属基催化剂(如Cu、Pt纳米颗粒)。这些金属基催化剂来源有限、成本较高、有些需要复杂严苛的合成路径以及会在反应过程中发生活性位流失，这些均限制了金属基催化剂在此反应路径中的应用。因此，开发一种可替代金属基催化剂的环境友好型、高活性、高稳定性以及成本低廉的非金属催化体系串联法制备苯并杂环类化合物具有极其重要的意义。
基于此，本工作设计sp3杂化的金刚石与sp2杂化的石墨烯复合结构，构筑特殊表面电子结构的氮掺杂sp3@sp2核-壳结构纳米碳材料，并用于催化邻氨基苯酚与醛反应制备苯并恶唑以及其它苯并杂环类化合物。结果表明，通过调控催化剂中sp2碳层层数，可有效调控催化剂的活性以及目标产物苯并杂环类化合物的选择性。结合多种表征、DFT理论计算以及活性考察发现增加sp2碳层可以改变载体的能带结构、降低催化剂的功函、促进吡啶氮活性物种与吸附底物之间的电子传递，从而促进催化过程。
受碳催化机制的启发，本工作进一步拓展使用二维硼烯作为非金属催化剂催化邻氨基苯酚与醛反应制备苯并恶唑以及其它苯并杂环类化合物。利用低温液相剥离法宏量制备二维硼烯，并实现硼烯物相、厚度等结构参数的精准调控与表面掺杂改性。结果表明，通过表面杂原子的改性，可以有效调控硼烯催化剂的催化活性以及选择性。
赵国明
山东科技大学
个人简介：赵国明，博士，副教授，硕士生导师，青岛西海岸新区紧缺人才，中国科学院青年创新促进会会员，苏州市高新区创业领军人才（孵化）。主要从事酸碱催化反应和氧化还原反应用多相催化材料、胶粘剂和紫外光固化粘接胶（UV胶）等方向的研究。主持国家自然科学基金、省部级、企业横向等项目十余项，包括国家自然科学基金、中国科学院国防科技创新基金、中国科学院青年创新促进会首批会员人才项目等省部级项目、苏州高新区狮山科技创新创业领军人才项目等厅局级项目和企业横向项目。。发表SCI收录科技论文40余篇，申请专利20余项（其中授权专利8项），国内外会议论文14篇（其中9次口头报告）。研究成果先后获得青岛市科学技术奖一等奖、全国商业科技进步奖一等奖、三农科技服务金桥奖等奖励。担任ACS Applied Materials & Interfaces、Chemical Science and Engineering、《当代化工研究》等多个国内、国际学术期刊编委和审稿人。兼任中国能源学会能源与环境专家组委员、全国材料新技术发展研究会理事会首届会员、中国化工学会会员、中国化学会会员、全国硕士研究生毕业论文抽检评审专家库专家。目前的主要科研工作如下：1）基本化工产品为原料经酸碱催化、催化加氢或催化氧化合成高附加值化工产品的绿色工艺用高选择性多相催化材料；2）基于自由基氧化原理的高难处理有机废水降解用低成本吸附催化材料；3)低成本绿色环保UV胶、人造板用无甲醛胶及其应用研究；4）掺杂碳材料设计合成及其应用研究;5）废矿石的综合活化利用生产新型多孔硅基材料
报告题目：含碳氢固废高值化生产仿生粘接剂和仿生碳基非贵金属催化剂
报告摘要：含木质素的造纸黑液、废塑料（如聚对苯二甲酸乙二醇酯）、富蛋白和单宁多酚的废弃生物质等低值原料，可以通过自供氢催化、酸碱催化和催化氧化等方式转化为小分子或低聚物。以此类小分子或低聚物为原料，再经交联共聚、酯化、加成等生成用于生产含多羟基或多酚羟基的无甲醛人造板用仿生有机-无机杂化粘接剂的组分，合成了具有阻燃、防水、防霉和抗菌性能的无甲醛仿生有机-无机杂化粘接剂，此粘接剂以水为溶剂，具有超粘性的仿贻贝胶多羟基结构，用于人造板生产时，粘接剂固化后形成超强高韧性的仿贝壳“砖-灰”叠层三维有机-无机杂化结构，所生产人造板性能优异，并有望取得良好的替代甲醛胶和价格贵的非甲醛胶的经济效益和绿色低碳环保效应。此外，由上述生物质废弃物转化得到的小分子或低聚物还可以通过与非贵金属盐混合均匀，通过研磨、溶液相分散、合成金属改性碳量子点或有机-无机框架材料等方式，来仿生金属酶或均相配位金属催化剂，生产仿生碳基非贵金属催化剂，此催化材料具有酸碱性可调的受阻路易斯酸碱对（Frustrated Lewis Pairs, FLPs）、非贵金属及其氧化物与氮化碳形成的具有内建电场的异质结、碳氮配体保护的纳米非贵金属粒子等特性，材料的储藏和催化稳定性高，可用于酸碱、加氢或氧化等精细化工转化反应，替代传统的“三废（气、液和固）”严重的精细化工工艺路线，并有望取得良好的经济效益和社会效益。上述研究将为生物质固废和塑料固废的高值化利用及精细化工的绿色化发展提供新的研究范式。
李阳
天津大学
个人简介：李阳，天津大学化工学院副研究员，天津大学北洋青年骨干教师，主持多项国家级、省部级自然科学基金及校企合作项目；以第一作者或通讯作者发表高水平论文30余篇， 参与发表高水平论文150余篇，H因子49；授权国家发明专利6项；获省部级自然科学一等奖；主讲国家级一流本科课程《化工传递过程》，编写国家级规划教材《化工原理（第四版）》。
报告题目：碳基材料的组装及催化应用
报告摘要：石墨烯材料、生物质衍生碳材料等，具有大比表面积、可调控表面性质，是构建微观尺度下大跨度结构的重要基元，也是作为非均相催化剂载体的理想材料。利用碳材料表面化学性质及结构可控等优势，有针对性地调控金属活性位种类、碳骨架电子结构、表界面性质等，是解决催化过程中金属固载后性能下降及化学反应路径选择性调控关键问题的有效手段。我们以石墨烯、生物质或金属有机框架化合物等为单体，利用碳材料表面化学性质和空间结构的可控性合理设计和制备单金属原子或非金属改性碳基非均相催化材料。实验和DFT计算结果表明，碳骨架电子结构的调控、金属配位结构的调控和大跨度组装结构的构建在微观尺度上协同作用是高效解决催化过程中反应途径选择性调控的关键问题。
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