首届多孔材料合成、应用及表征前沿论坛
召集人：陈 晓
秘书：赵鸣宇，清华大学，18162336721，zhaomy21@mails.tsinghua.edu.cn
主题报告
肖丰收
浙江大学
个人简介：肖丰收，浙江大学求是特聘教授，博士生导师。于1983年在吉林大学获得学士学位，1990年获得博士学位 (吉林大学、大连化物所以及日本北海道大学联合培养)，后在美国加州大学Davis分校从事博士后研究，1996年任吉林大学教授，1998年获得国家基金委杰青项目资助，2009年入职浙江大学。目前担任亚洲太平洋催化理事会(APACS)秘书长、中国催化学会委员、中国分子筛学会委员、Industrial & Engineering Chemistry Research副主编、Chemcatchem，J. Energy Chem.和Catalysis Surveys from Asia 编委等职。
报告题目：沸石晶体与金属纳米颗粒的协同催化，Phase II
报告摘要：担载的金属纳米颗粒催化剂也是许多工业工程中的重要催化剂，但是纳米颗粒的聚集常常导致催化活性的降低，因此，制备出高稳定性和高活性的新型催化材料意义重大。在我们的研究中，提出将纳米颗粒镶嵌在沸石的晶体中，沸石晶体的刚性结构很好地稳定了金属纳米颗粒，而沸石的孔道结构有利于反应传质。这些催化剂在一系列的高温催化反应中显示出比常规工业催化剂更长的反应寿命与更高的活性和更优异的催化选择性。进一步，这些镶嵌于沸石晶体内部金属纳米颗粒催化剂还能进一步浸润性修饰，更好地提高反应物相容性，富集反应物，从而提高催化反应的活性。作为一个实践该理论的实例，我们进行了甲烷到甲醇转化催化剂的浸润性调控，期望提高催化活性和选择性。为此，通过在包裹金属纳米颗粒的沸石晶体外表面上修饰分子尺度的疏水壳层，可以锁住转化反应中的关键成分双氧水，使其无法扩散、稀释，而是在“围栏”中持续与甲烷充分反应，源源不断生成甲醇。在2021年的催化大会上，我曾做了该方面的报告，在这次会议上，又给出了新的实例，这是称之为Phase II的原因。
孙俊良
北京大学
个人简介：孙俊良,北京大学长聘教授，杰出青年科学基金获得者。获得北京大学的学士与博士学位。2006-2008年，在美国康奈尔大学和瑞典斯德哥尔摩大学做博士后，然后在斯德哥尔摩大学担任助理教授。2012年，回北京大学工作。现为中国晶体学会秘书长/副理事长, 已发表包括Nature、Science在内的学术论文100余篇。研究方向主要包括：无机固体材料的合成和应用(分子筛、电极材料等)；结构解析方法的发展(单晶，粉末和透射电子显微镜)
报告题目：三维电子衍射分析亚微米晶体结构
报告摘要：粉末晶体（<1微米）的结构确定一直是困扰众多科研工作者的难题，这个问题在孔材料、固体氧化物等材料中尤其明显，因为很难合成足够大的高质量单晶用于单晶X射线衍射研究。粉末X射线衍射是一个强有力的方法,对于简单或已知结构,能得到很多材料结构细节(颗粒大小,缺陷统计分布等)。但随着结构复杂程度的增大，粉末衍射峰重叠的情况会越来越严重，使得结构确定变的异常困难。透射电镜在这种情况下具有其特有的优势。由于电子束与材料的相互作用要比X射线强近一万倍，因此从很小的单个晶体上，我们就可以得到足够的结构信息用于确定结构。
三维电子衍射是这几年发展起来的一个基于电子衍射的单晶衍射技术。利用普通的电子透射显微镜，在1小时内就可以收集完成完全度达到80%的单晶电子衍射数据。通过单晶X射线衍射一样的方式，这样的数据可以直接用于原子位置的确定。
谷林
清华大学
个人简介：谷林，清华大学教授。2002年清华大学本科毕业，启蒙于我国电子显微学专家朱静院士；2005年获得美国亚利桑那州立大学博士学位；之后先后在德国马普金属所以及日本东北大学从事博士后研究工作。近年来的研究以电子显微学为主，从晶格和电荷自由度揭示功能氧化物材料、储能材料和催化材料原子尺度结构和电子结构的关联；在此基础上，实现轨道自由度电子占据态的直接观测，取得了系列成果。发表论文900余篇，其中包括Science及Nature正刊15篇，子刊90余篇，他引75000余次，H因子>140。获得国际电子显微学联合会青年科学家奖(2006)；国际锂电池会议青年科学家奖（2012）；中国科学院“卢嘉锡”青年人才奖（2013）；中国科学院杰出科技成就奖（主要完成人）（2013）；基金委优秀青年科学基金和国家万人计划青年拔尖人才（2015）；教育部长江学者奖励计划青年学者（2016）；中国晶体学会青年科技奖（2018）；第十六届中国青年科技奖特别奖（2020）；基金委“国家杰出青年科学基金”（2020）；科睿唯安材料科学领域（2018-2022）和化学领域（2019-2022）全球高引科学家。
报告题目：储能材料基本自由度
报告摘要：由晶格、电荷、轨道和自旋四个自由度所描述的局域对称性决定了材料的功能特性，尤其像电池这样的结构决定型的电化学储能装置。能量密度是电池材料实用性的关键指标，其由比容量和电压决定，前者是电极存储离子的数量，后者为每个离子所存储/释放的能量，二者的衰退是电池的主要挑战。可存储离子的数量直接受限于晶格的对称性，有效脱嵌的离子数又受到空间电荷(价态)分布影响。电压是正极结构费米面与Li 2s轨道的能量差值，局域结构改变，轨道对称性的变化导致其费米面升高是电压衰退的根源。因此解析结构的局域对称性对电池性能的影响至关重要。球差校正电子显微方法可以获取原子尺度结构与电子结构信息，有望摆脱周期性势场、单电子近似、绝热近似在固体材料构效关系讨论中的束缚。在最近的工作中，我们实现了电化学调控下功能材料中的对称性破缺。例如，在电池电极材料的界面区域，包括边界和材料内部的相界，都可能会对电池的性能产生本质性的改变。这正是由于界面破坏了材料的空间反演对称性和平移对称性。本次报告将从储能材料的电化学调控，物理机制，以及电子结构入手，讨论对称性破缺下储能材料的结构与电子结构。
王野
厦门大学
个人简介：王野，南京大学本科毕业，日本东京工业大学博士毕业。先后在日本东京工业大学、东北大学和广岛大学任教，曾任广岛大学副教授，2001年8月起任厦门大学教授。曾任固体表面物理化学国家重点实验室主任、中国化学会催化委员会副主任和国际催化协会理事会理事。现为中国化学会会士、英国皇家化学会会士，担任ACS Catalysis副主编。主要研究方向为C1催化和生物质催化转化。2006年获国家杰出青年科学基金，2010年获中国催化青年奖。研究成果在Nat. Catal.、Nat. Mater.、Chem、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.等发表论文290余篇。
报告题目：利用沸石分子筛调控碳一分子催化转化选择性
报告摘要：C1分子催化转化制备C2+化合物是C1化学的核心，产物选择性调控是该领域的重大挑战。C1化学的经典过程费托合成中C-C键按聚合机理增长，产物服从Anderson-Schulz-Flory分布，该过程难以适用于合成气制化学品。报告人团队发展双功能催化和接力催化方法，利用沸石分子筛的C-C键裁剪功能、C-C偶联功能和择型催化作用，成功构建了合成气高选择性催化转化制备液体燃料、低碳烯烃、芳烃和C2含氧化合物的C1化学新路线。本报告将从双功能催化到接力催化着重介绍各过程中沸石分子筛对产物选择性的调控作用。
吴鹏
华东师范大学
个人简介：吴鹏，华东师范大学教授，博导，教育部长江特聘教授，杰出青年基金获得者。南京大学本科毕业，日本东京工业大学博士和博士后，北海道大学特别研究员，横滨国立大学助手。担任Microporous Mesoporous Materials杂志副主编，Chinese Journal of Catalysis副主编。中国催化专业委员会、分子筛专业委员会、均相催化专业委员会、绿色化学专业委员会委员以及上海市催化专业委员会副主任委员。获中国石油和化工联合会技术发明一等奖1项；上海市科学技术奖1项；日本触媒学会等个人研究奖4项。先后入选上海市浦江人才、教育部新世纪人才、国家级百千万人才、上海东方学者、上海优秀学科带头人和上海领军人才。从事绿色催化研究，设计合成了系列新型氧化催化杂原子分子筛催化材料，研发了烃类环境友好氧化反应过程，取得了兼备学术意义和实际应用价值的成果。
报告题目：杂原子分子筛设计合成与催化应用
报告摘要：烃类选择氧化催化是实现含氧（氮）化学品高效生产的重要反应，发展高效选择氧化催化技术，确立更加精准和过程强化的催化氧化反应是催化科学的学术前沿，也是化工过程低碳绿色化的必然趋势。以钛硅分子筛为代表的杂原子分子筛是一类重要的沸石催化材料，为双氧水或有机过氧化物为氧化剂的己内酰胺、丁酮肟、环氧丙烷以及苯二酚等化学品的绿色生产提供了可工业化催化工艺和技术。更加精准和高效的选择氧化技术，一方面需要创制新杂原子分子筛，构建扩散传质有利的孔道，构筑高效化学和配位环境优化的催化中心；另一方面需要理性设计与桨态床和固定床相匹配的微纳结构化催化剂。报告将介绍新型钛硅分子筛的设计及其在丙烯环氧化和酮类氨氧化过程的应用的基础和产学研研究进展。
陈飞剑
吉林大学化学学院
个人简介：陈飞剑教授，吉林大学化学学院“唐敖庆学者”领军教授A岗、课题组组长、博士生导师、2022年入选国家级“四青”人才，分别于2007年/2010年本科/硕士毕业于中国矿业大学应用化学专业（导师：魏贤勇教授），2014年博士毕业于南京大学化学专业（导师：杜红宾教授），之后至蚌埠医学院工作，2022年加入吉林大学化学学院于吉红院士课题组。主持国家自然科学基金青年项目、面上项目、吉林省自然科学基金优秀青年基金项目等，专注于新型大孔和超大孔分子筛的合成与性能研究。
报告题目：三维稳定超大孔分子筛的合成与性能
报告摘要：分子筛由于其极佳的水热稳定性和孔道择形性，在石油冶炼、有机化工和吸附分离等诸多工业领域具有重要的应用价值。目前广泛应用的分子筛产品仅具有不超过12元环的孔道系统，这成为分子筛材料应用的极大掣肘。具有三维交叉超大孔道的稳定硅铝酸盐分子筛的创制，数十年来一直是无机合成领域孜孜以求的梦想。模板剂的设计合成是新型稳定大孔和超大孔分子筛开发的关键，本文结合我们的前期工作基础，系统介绍特色模板剂的设计理念及其在新型大孔和超大孔分子筛开发上的成功应用。主要包含：(1)基于超分子自组装体作为结构导向剂 (SAT) 的设计策略高效合成大孔和超大孔分子筛，实现了NUD系列原创硅酸盐分子筛材料的成功创制，为进一步合成具有特殊孔道结构的新型沸石、筛选出具有实际应用价值的超大孔沸石分子筛奠定了基础；(2) 基于分子筛孔道“构型适配”的模板剂设计理念，成功创制首例三维稳定16元环超大孔硅铝分子筛ZEO-1，实现了分子筛合成领域的重要突破；(3) 发现1D到3D拓扑缩合新机制，合成三维16*14*14元环超大孔纯硅新相ZEO-3，证明了一维链状分子筛的稳定存在和应用的可行性。
Fig. 1 Synthesis of large and extra-large pore zeolites
李兰冬
南开大学
个人简介：李兰冬，理学博士，南开大学杰出教授，国家杰出青年科学基金获得者。主要研究方向为分子筛材料与吸附催化应用。曾获天津市自然科学一等奖（2017）、中国分子筛青年奖（2019）与国家自然科学二等奖（2019）；研究成果于Science、Natl Sci Rev、Chem、J Am Chem Soc等期刊发表论文180余篇，获国家发明专利授权30余项。
报告题目：分子筛吸附与催化
报告摘要：沸石分子筛是一类结晶的微孔氧化物（盐）材料，广泛应用于吸附分离与催化等领域。1962年，X型沸石首次应用于催化裂化反应。发展至今，沸石分子筛已经成为石油化工领域最重要的催化材料。分子筛独特的骨架结构为功能活性位点的构筑提供了理想的平台，根据功能位点类型与应用，可分为Brønsted酸催化，Lewis酸催化，以及骨架外阳离子吸附催化。本次报告中，我们将总结课题组近年来在分子筛吸附催化领域的一些工作，具体包括i）分子筛限域空间Brønsted酸催化反应机理；ii）分子筛结构限域Lewis酸催化多步串联反应设计；iii）分子筛结构限域动态阳离子催化；iv）分子筛结构限域配位不饱和位点构筑与应用 。我们将聚焦分子筛限域效应所带来的特异性化学行为，建立构效关系，揭示分子筛限域吸附催化的本质，为分子筛功能材料的设计构筑与应用提供理论指导。
徐舒涛
中国科学院大连化学物理研究所
个人简介：徐舒涛，研究员，2010年博士毕业于中科院大连化学物理研究所，多年来一直从事原位固体核磁共振方法在多相催化反应体系中的应用研究，包括（1）利用原位固体核磁共振技术研究MTO反应机理；(2)分子筛酸性、结构、扩散及晶化机理的研究。在Chem，JACS，Angew.，ACS Catal.等国际重要期刊合计发表SCI论文100余篇。2014年入选中国科学院青年创新促进会会员；2016年获第16届国际催化大会青年科学家奖（Young Scientist Prize）；2018年入选辽宁省“兴辽英才计划-青年拔尖人才”；2020年获国家自然科学基金优秀青年基金资助；2021年获大连市杰出青年基金支持。
报告题目：笼结构分子筛催化过程中吸附-扩散性质的固体核磁共振研究
报告摘要：催化反应过程中物质的吸附和扩散是非常重要的步骤，影响了催化性能和寿命。反应物和产物分子在分子筛受限环境中的吸附和扩散是分子筛催化剂形状选择催化的两个重要方面。阐明分子在催化剂有限空间中的吸附和扩散机制，对于多孔材料在形状选择催化中的有效利用具有重要意义。本文通过总结本课题组利用固体核磁共振在分子筛吸附-扩散方向取得的一些结果，希望给从事能源化学催化转化方向的科研工作者一些启发。例如利用129Xe NMR化学位移的敏感性来探测多孔材料的局部化学环境的差异。在通过光学泵浦产生超极化（HP）129Xe之后，可以实现4-5个数量级的灵敏度增强，这允许对微孔材料进行更灵敏的检测。[1]脉冲场梯度核磁共振（PFG NMR）是一种非常有效的测量客体分子在受限纳米多孔材料中扩散的技术。[2]在这项工作中，通过在八元环SAPO分子筛和FAU沸石上吸附Xe原子，利用上述技术揭示了分子的吸附和扩散行为（图1）。[3-6]
图1. (a) 129Xe NMR、2D EXSY NMR和129Xe PFG NMR技术在微观尺度上揭示了氙在SAPO-34大晶体中的吸附和扩散行为具有梯度分布的不均匀现象；(b)通过129Xe NMR、129Xe PFG NMR和理论模拟研究了氙在DNL-6分子筛中的动态吸附过程和扩散行为；(c) 用HP 129Xe核磁共振波谱研究FAU沸石的微孔到介孔转变及其对分子扩散和催化剂性能的影响。
邀请报告
戴升
华东理工大学
个人简介：戴升，华东理工大学化学与分子工程学院教授、博士生导师。曾于清华大学获本科、博士学位，后于美国密歇根大学与加州大学尔湾分校进行博士后研究。戴升教授课题组致力于先进催化剂精准结构与构效关系的研究。运用先进电子显微镜表征技术，在原子尺度探究用于工业、能源与环境应用的催化剂的结构特征与动态演化规律，解析催化剂的活性位点与反应机理，明确构效关系。作为负责人主持国家海外高层次人才计划、国际自然科学基金等科研项目。
报告题目：低损伤HAADF-STEM技术对Cu基分子筛催化剂的原子尺度探究
报告摘要：Cu基分子筛催化剂被广泛应用于氨选择性催化净化、NO/N2O直接解离、甲烷直接氧化制甲醇等多种催化反应。在原子尺度准确识别分子筛孔道中Cu物种结构，明确Cu物种构型与反应性能之间的构效关系，对于发展性能更为优异的Cu基分子筛催化剂具有重要意义。然而，电子束对分子筛骨架的辐照损伤阻碍了Cu基分子筛材料本征结构的电子显微成像，长期以来缺乏原子尺度的实空间证据，导致了大量关于负载Cu的尺寸、落位、构型等的争议问题。
我们采用低损伤的高角环形暗场扫描透射电子显微成像技术（HAADF-STEM），在原子尺度实现ZSM-5分子筛孔道中Cu物种的本征结构成像。结合原子尺度的显微成像与平均尺度的谱学表征结果，建立了ZSM-5分子筛孔道中Cu尺寸和液相甲烷直接氧化制甲醇之间的构效关系：ZSM-5分子筛孔道中被Al对所锚定的稳定单核Cu是产生C1有机物高产率和甲醇高选择性的关键结构。同时首次观测到了Cu物种团聚诱导分子筛刚性骨架产生的局部拓扑柔性。
韩宝航
国家纳米科学中心
个人简介：韩宝航，国家纳米科学中心研究员，博士生导师。从事功能纳米多孔材料方面的研究，主要是有机多孔材料和碳基纳米多孔材料的设计制备及其在能源、环境、催化方面的应用。已开发多系列有机多孔聚合物材料和石墨烯基多孔材料，研究了它们在气体吸附分离、环境保护、催化转化、能源存储、信息存储等领域的应用。发表论文240余篇，被引用13000余次，h-index 58。
报告题目：共轭有机多孔聚合物材料的制备与催化应用
报告摘要：有机多孔聚合物(POPs)作为一种新型多孔材料在过去十余年中从合成方法到各种应用都得到了迅速发展。POPs具有可调节的孔隙率和孔道结构、可定制的化学功能、高的热/化学稳定性等优异特性。使其在气体吸附与分离(氢气吸附、二氧化碳捕获)、金属离子/有机污染物的捕获、电化学储能、多相催化、信息存储等众多领域均呈现优异的性能。[1–10]
对(清洁)能源需求的迅速增加以及因化石燃料消耗引起的碳排放所产生环境问题的日益严重，使得全球社会对碳中和战略的亟待越来越紧急。基于POPs具有很高BET比表面积以及对CO2高的吸附能力，且可以很容易将催化活性基团引入到各种POPs骨架或侧链中，因此可显示出非常高的催化能力和产物选择性。
雷以柱
六盘水师范学院
个人简介：雷以柱教授，硕士生导师，享受贵州省政府特殊津贴专家、贵州省高层次创新型人才。现为六盘水师范学院化学与材料工程学院院长，贵州省煤炭洁净利用重点实验室副主任，贵州碳中和高技术研究院负责人，六盘水洁净能源与绿色化工重点实验室主任。主要研究方向为多孔催化材料设计制备、煤基固废资源化利用。主持国家自然科学基金2项、省厅级及校企合作课题10余项。申请发明专利20余项，授权专利6项，完成技术成果转让3项。曾荣获中国发明协会发明创新奖二等奖、贵州省自然科学三等奖等省级荣誉和奖励10余项。
报告题目：聚合物基多孔催化剂的构筑及其性能调控研究
报告摘要：开发能充分结合均相催化和多相催化优势的新催化体系具有重要的科学意义与应用价值。本研究基于多孔聚合物结构可设计性强、比表面积大等特性，在国家自然科学基金等资助下，围绕液相羰基化反应、水相有机反应及液-液两相反应高效多相催化体系的构建，基于配体浓度、浸润性和溶胀性调控等调控策略，开发了系列活性高、回收利用性能好、抗流失性优异的聚合物基多孔催化剂。揭示出（1）高配体浓度是提升多孔聚合物负载钯催化剂羰基化反应活性、循环稳定性及抗流失性的关键；（2）调控聚合物基多孔催化剂的表面浸润性是发展水相有机反应高效多相催化体系新的有效途径；（3）两亲性多孔聚合物良好的溶胀性，赋予其优异的相转移性能，进而有效提升了催化活性等科学规律。为新型多相催化体系的开发拓宽了思路，为羰基化、水相有机反应及液-液两相反应高效多相催化体系的构建提供了科学参考。
郑安民
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院
个人简介：郑安民，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（原武汉物理与数学研究所）研究员，国家杰出青年基金和优秀青年基金获得者。主要从事分子筛催化材料吸附扩散、酸特性和反应机理的固体核磁共振实验和多尺度理论模拟研究。在Science, PNAS, Sci. Adv., J. Am. Chem., Soc., Angew. Chem.等期刊上发表研究论文100余篇，应邀为Chem. Rev., Chem. Soc. Rev.和Acc. Chem. Res.撰写综述论文。
报告题目：分子筛限域催化机制研究
报告摘要：分子筛材料是一类具有规则孔道结构的无机硅铝酸材料，其纳米量级的孔道是一种非常典型的纳米限域反应器。限域在分子筛纳米孔道中的反应分子将会显现出与自由状态下明显不同的物理化学特性，同时限域效应(孔道形状和尺寸)也将制约着反应分子和过渡态的吸附结构、电子状态、扩散和反应动力学特性，从而控制着反应路径和其催化性能。本工作将介绍多维核磁共振波谱学、多尺度理论计算在分子筛限域催化领域的近期工作进展。主要包括：探针分子技术与固体核磁共振实验结合建立了酸强度定量测量标尺，确定了不同类型分子筛催化剂的酸特性和吸附诱导酸中心结构的动态变化；分子动力学模拟结合脉冲梯度场核磁共振实验获取了几类分子筛孔道内分子的吸附扩散传质动力学信息，发现了限域空间内长链烷烃扩散“热阻效应”，提出了限域空间内实现长链烷烃“超快扩散”的可能途径；进一步以MOR分子筛羰基化反应为例阐述如将原位固体谱学实验与第一性原理分子动力学相结合，在皮秒时间尺度下跟踪分子筛催化反应过程中化学键的生成和断裂，确定限域孔道中反应中间体形成、寿命与催化反应性能之间的关联。
李成祥
中国科学院过程工程研究所
个人简介：李成祥，中国科学院过程工程研究所，副研究员。主要从事反应、扩散和流动耦合过程的多尺度建模及模拟研究。针对从反应分子到催化剂颗粒之间的典型多尺度结构，发展了一种耦合化学反应与传递过程的高效硬球-拟颗粒模型和方法，揭示了反应、扩散和流动耦合的规律和调控机制，并应用于石油化工、能源和航空航天等领域。近十年，主持国家自然科学基金、国家数值风洞工程课题等科研项目10余项，发表学术论文30余篇，申请发明专利5项，获得软件著作权2项。
报告题目：多孔介质内吸附-反应-扩散耦合模拟及结构优化设计
报告摘要：多孔材料广泛应用于气固吸附和催化反应体系中，其吸附和催化性能取决于孔道内吸附、反应和扩散过程的协调。基于连续介质的CFD模型在纳微孔道中不适用，而传统的分子动力学模拟的规模又难以达到材料颗粒尺度，因此发展新的模型对多孔介质复杂孔道内扩散和吸附/反应过程进行模拟，理解其中的多过程耦合规律对多孔材料结构的优化设计具有重要意义。本报告介绍了一种自主提出的硬球（Hard Sphere，HS）和拟颗粒（Pseudo-Particle Modeling，PPM）耦合在一起的模拟方法，该方法具有高效、准确以及良好的可并行计算特性，能够用于从反应分子到颗粒尺度之间复杂反应和传递耦合过程的模拟。采用该方法，对多种催化剂孔道内扩散和反应耦合过程以及吸附剂内的扩散吸附过程进行了模拟，揭示了多孔介质中吸附-反应-扩散耦合规律，并对其孔道结构进行了优化设计。
马延航
上海科技大学
个人简介：马延航，本科毕业于上海交通大学，博士毕业于瑞典斯德哥尔摩大学。2016年加入上海科技大学，任助理教授、研究员，主要从事晶态多孔材料和手性纳米材料等研究，利用三维电子衍射和原子级高分辨电镜成像等解析物质晶体结构，深入理解材料生长机理和作用机制。主要研究内容包括：（I）开发电子显微学新方法，包括新概念和理论的提出和实践，以及自主编程实现特定功能；（II）基于电子晶体学方法对晶体的晶体结构（包括手性结构）等进行表征。
报告题目：有机多孔材料晶体结构解析
报告摘要：共价有机框架（COFs）是一类晶态纳米多孔材料，因其特殊的结构和功能特性而引起了人们的极大兴趣。这些材料由由共价键连接的分子构件组成，形成了具有高孔隙度和低密度的晶体结构。然而，确定COFs的晶体结构具有挑战性。主要的障碍是“结晶问题”，这是由于有机构件之间形成的强共价键缺乏溶解性和可逆性。(1)我们结合三维电子衍射（3D ED）和低温样品制备方法，对COF-300进行了原子级结构分析，确定了框架内所有的非氢原子，以及通道内的客体分子水的位置。 (2)我们采用基于遗传算法的直接空间方法，利用不同分辨率的三维ED数据来确定COF-300的晶体结构。它为解决结晶度较差的COFs结构提供了一种新的策略。
曹昌燕
中国科学院化学研究所
个人简介：曹昌燕，中国科学院化学研究所研究员，中科院特聘骨干人才，中国科学院大学岗位教授。2021年入选中科院青促会优秀会员。主要研究方向：纳米催化/单原子催化。承担/参与了科技部重大研究计划、基金委面上、中科院先导A专项等项目10余项。在Nat. Commun., JACS, Angew, NSR等期刊上发表论文120余篇，引用7000余次，h指数46。
报告题目：石墨炔基金属催化剂与反应机理研究
报告摘要：石墨炔(Graphdiyne，GDY)，是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后，由我国科学家李玉良院士团队2010年首次人工合成并命名的一种新型的二维碳同素异形体。从结构上看，石墨炔由苯环、C≡C键构成的具有18个碳原子的大三角形环，sp杂化的炔键和sp2杂化的苯环构成了单原子层二维平面构型的石墨炔分子。在无限的平面扩展延伸中，二维平面石墨炔分子通过范德华力和π-π相互作用堆叠，形成层状结构。18个碳原子的大三角形环在层状结构中构成三维孔道结构。这些特点赋予石墨炔大范围π共轭体系、均匀分散孔道构型以及可调控的电子结构，使其在催化、能源等领域均展现出优异的性能和广阔的应用前景。
石墨炔作为催化剂载体方面，其特殊的炔键与金属原子d轨道具有强的d-π相互作用，非常有利于金属的还原与稳定，同时有利于电子/电荷转移，从而构筑高效的石墨炔基金属催化剂。在此报告中主要汇报我们在石墨炔金属基催化剂的合成与催化性能研究方面的最新进展，包括：(1) 具有均一Cu1-(sp)C4配位结构的石墨炔铜单原子催化剂(Cu1/GDY)及其催化苯氧化制苯酚；(2) 石墨炔负载Cu2O团簇催化剂中强电子相互作用研究；(3) 石墨炔在浸润性催化方面的应用，同时用做气体铺展性和贵金属电子结构调节剂。
杨立峰
浙江大学
个人简介：杨立峰，浙江大学化学工程与生物工程学院百人计划研究员，博士生导师。2015年本科毕业于浙江工业大学，2020年博士毕业于浙江大学，师从邢华斌教授，2019-2020在美国西北大学联培交流，合作导师Omar K. Farah 教授；2021-2023在浙江大学从事博士后研究，合作导师黄飞鹤教授，2023年7月加入浙江大学化学工程与生物工程学院。主要从事高纯化学品分离纯化与吸附存储及先进多孔材料设计研究。主持国家自然科学基金青年基金、博士后科学基金面上资助一等。已发表SCI论文40余篇，包括 Angew. Chem. Int. Ed.（4）、Adv. Mater.、Chem. Soc. Rev、AIChE. J.等，授权专利5项。获教育部自然科学一等奖（2022，5/5），化学化工与材料京博优秀博士论文铜奖（2021，全国5人），浙江大学研究生 “竺可桢奖学金” （2019）等荣誉。
报告题目：高纯气体分离纯化吸附剂设计与性能研究
报告摘要：高纯气体是半导体、医药、化工等领域的重要基础原料，痕量杂质选择性深度脱除是高纯气体制备的关键技术挑战之一。吸附分离是纯化结构/性质相似混合物的重要方法，过程不涉及相变，对于降低分离能耗，减少碳排放具有重要意义，其核心在于先进吸附剂的开发。报告聚焦于功能多孔材料的孔结构调控和设计，研究了多孔材料孔径、孔化学环境对于痕量杂质吸附容量、分离选择性及脱除深度的影响，结合实验和分子模拟手段揭示了限域空间内客体分子的吸附行为及分子识别机制，重点介绍功能多孔材料及分子形状识别策略在烯烃分离纯化中的应用进展，包括烯烃/炔烃、烯烃/烷烃等重要气体分离体系[1-4]。研究工作为痕量杂质高效脱除吸附剂的设计及其分离纯化技术的发展提供重要思路。
朱艺涵
浙江工业大学
个人简介：朱艺涵，浙江工业大学教授、博导。任浙江工业大学电镜中心负责人、前沿交叉科学研究院副院长、分析测试中心副主任、浙江省分测协会理事、电镜与微结构青委会副主任、工业催化联盟青委会委员、中国材料与试验团体标准委员会委员。入选中组部、浙江省“海外引才计划”，省科协青年英才计划及高校领军人才培养计划；先后主持国家优秀青年科学基金、面上基金等，浙江省杰出青年科学基金，承担国家重点研发计划重点专项课题；从事先进电子显微方法学发展和物质科学应用，相关成果在Science及其子刊、Nature子刊等权威期刊发表论文100余篇，引用次数15000余次，H指数60；主编图书分册1部、撰写图书章节4章；获国际催化协会青年科学家奖、美国显微学会主席学者奖、中国材料与试验团体标准贡献奖等。
报告题目：晶体微孔材料的低剂量显微成像技术探索与应用
报告摘要：多孔晶体材料因其独特的结构和性质，在催化、吸附、分离等领域引起了广泛关注。为了深入研究这些材料的微观结构和性能，我们探索了基于低剂量电子显微成像技术的应用。本报告将介绍这一技术的背景、原理，以及在多孔材料研究中的潜在应用。
多孔晶体材料是一类具有规则孔隙结构的材料，其微观结构直接影响其功能。然而，传统显微成像技术常常需要较高的辐射剂量，可能导致样品损伤，限制了对这些材料的详细观察。低电子剂量显微成像技术通过调整成像参数，减小电子辐射剂量，以及进一步提高散射电子利用率，显著改善了这一难题，使得我们能够以更高的分辨率获得图像，同时不损伤样品。
同时报告将介绍一些应用案例，展示低剂量显微成像技术在晶体微孔材料研究中的实际应用。这些案例涵盖了催化剂的晶体结构表征以及结构与性能的关联分析。通过这些案例，我们将突显低剂量电子显微成像技术在帮助我们更深入理解晶体多孔材料特性方面的价值。
李乙
吉林大学
个人简介：李乙，吉林大学化学学院教授、副院长，未来科学国际合作联合实验室副主任，英国皇家化学会会士，国家优秀青年科学基金获得者。长期从事纳米孔材料的计算机模拟与化学信息学研究，在计算机晶体结构设计方法学、软件开发、数据库建设等方面取得系列进展。2012年获国家自然科学二等奖（第四完成人），2016年获吉林省青年科技奖，2018年作为带头人获吉林省青年科技奖创新团队奖。现任国际分子筛协会结构委员会委员、吉林省化学会常务理事、英国皇家化学会Chem Sci杂志顾问编委。
报告题目：机器学习辅助的分子筛合成
报告摘要：沸石分子筛是一类具有规则分布微孔结构的无机晶体材料，目前被广泛应用于催化、吸附分离、离子交换等工业领域。人们对分子筛晶体的形成机制尚未明确，目前分子筛材料的研发仍以传统的经验试错法为主。针对这一挑战，我们开展机器学习技术辅助的分子筛合成研究：面向ABC-6类型分子筛的结构特征，研究分子筛笼与模板剂分子的匹配关系，在分子动力学计算的基础上，利用机器学习方法构建了模板剂分子结构导向作用的预测模型，可实现对海量假想结构合成所需模板剂的快速预测；开发了基于规则的自定义自然语言处理模型，从分子筛文献中提取分子筛的合成参数，建立了包含4000余条合成数据的分子筛合成数据库；开发了基于主动学习的分子筛合成实验规划方法，结合机器学习分类与回归算法，实现了高维合成空间的快速扫描，可在数十次实验后找到目标分子筛材料的最佳合成条件。这些理论研究工作将对新型分子筛晶体材料的水热合成产生重要的指导意义。
侯廷政
清华大学深圳国际研究生院
个人简介：侯廷政博士，清华大学深圳国际研究生院助理教授、特别研究员、博士生导师。主要研究方向为储能材料的计算模拟与设计、高通量计算和机器学习在材料科学中的应用，在JACS、Angew. Chem.、Sci. Adv.、Adv. Mater.、Nano Lett.等国际学术期刊发表论文25篇，其中（共同）第一或通讯作者论文11篇，总被引6000余次，H因子18。担任Nat. Catal.、JACS、Adv. Funct. Mater.、Chem. Mater.等期刊审稿人。曾获得2019年教育部自然科学一等奖和2018年英国物理学会中国高被引作者奖。
报告题目：MOF基准固态电解质的导电机理与设计
报告摘要：高比能储能材料的发展和应用对于全球从化石燃料向绿色能源的转变至关重要。在这个背景下，金属有机框架材料（MOFs）凭借其独特的三维多孔结构和可调控的化学功能，可容纳或传输电化学活性离子，展示出作为储能材料应用的巨大的潜力。本次汇报中，我们将特别关注本征负电的MOF基准固态电解质的发展现状和前景。鉴于其卓越的离子输运性能和相关表征所面临的挑战，了解这种新型准固态电解质的锂离子输运和传导机制至关重要。首先，我们将对MOF基准固态电解质与其他常见的电解质体系进行详尽的比较讨论。然后，我们将介绍一种MOF-688材料作为准固态电解质的理论和实验研究。通过使用基于不同近似假设的离子输运理论，我们成功揭示了其主要离子传导机制为溶剂辅助跳跃，并根据这一机制提出了一种理论离子电导更高的材料设计思路。最后，我们将对MOF基准固态电解质未来的发展进行展望。
柯小行
北京工业大学
个人简介：柯小行，北京工业大学材料与制造学部教授，北京市海外高层次人才，北京市科技新星。长期从事材料微结构的透射电子显微学研究，聚焦于能源材料的应用发展需求、以及材料表界面表征的基础研究需求，运用球差校正透射电镜及原位分析技术，发展电子层析三维重构方法，深入探索了催化材料等能源材料的物理与化学特性，揭示纳米材料表界面的原子结构、三维结构， 提出结构-性能关系模型，并运用于材料及器件的优化设计。发表论文100余篇，引用近6000次，包括：Nature Communications，Advanced Materials，ACS Nano，Small，Acta Materialia等；承担国家自然科学基金、科技部重点研发计划子课题、及北京市科委、北京市教委科研项目多项。
报告题目：ZIF衍生催化剂的原位电镜表征与三维多孔结构设计
报告摘要：基于热解ZIF策略得到纳米催化剂，应用于ORR，OER等电催化反应，在近年来获得较多关注与研究。ZIF具有高比表面积、丰富的结构可调性和成分可调性、合成制备容易且成本较低等优点。而ZIF热解之后可作为良好的催化剂载体，其结构中的氮与碳形成氮掺杂碳，与金属中心形成高催化活性位点；与此同时，热解之后得到的多孔结构与石墨化碳，不但利于电子传输与传质，而且能负载更多的金属纳米颗粒，因此具备优良的催化性能。虽然通过热解ZIF来获得催化剂已经开展了部分研究，但是热解温度的选择仍具有一定的经验性，且在不同的研究中形成不同的结果。因此热解作为最重要的条件，在ZIF热解过程中对其微结构演变与对应的催化性能关系的影响，尚缺乏机理研究。
本工作应用透射电子显微镜，结合原位加热与三维重构分析方法，以ZIF-67、ZIF-8及Co-Zn-ZIF为模型材料，研究不同结构在热解过程的微结构变化，并与其ORR性能相关联，以探求热解策略对催化性能影响的机理。研究发现，ZIF-67在热解过程中经历了ZIF结构坍塌、N的流失，Co由单原子析出向纳米颗粒长大，以及等级孔的形成与合并长大等阶段，而每个阶段的微结构分别与催化活性中心的演变和载体的传质/电子传输性密切相关。ZIF-8具有更高的热稳定性，Zn的挥发与其微孔结构相关联。在深入研究机理的基础上，我们提出了不同催化剂设计策略：（1） “低温热解”策略中，降低热解温度至550摄氏度，便能够有效减少N的挥发、抑制Co原子的长大、并形成丰富的等级孔，实现了非贵金属基催化材料ORR性能的提升；（2）“扩散调控的还原策略”中，调控Co-Zn比例设计不同多孔结构及双载体，实现了双单原子-双载体的结构，进一步提升ORR/OER性能。
姜久兴
中山大学
个人简介：姜久兴，男，1983年10月出生，教授，博士生导师。2001-2005年在吉林大学化学专业攻读本科，2010年在吉林大学获博士学位。2011-2015在西班牙瓦伦西亚Instituto Tenologia Quimica 研究所从事博士后研究工作。2015年8月以海外高层及青年引进人才应聘为中山大学化学学院教授。主要从事新型结晶微孔材料的合成与开发。研究方向主要包括新型分子筛材料和类分子筛材料的合成与表征，以及其催化，吸附，分离等性质的研究。在Science，Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci.等国际著名刊物上发表40多篇学术论文。其中关于“等级微介孔分子筛ITQ-43的合成与结构解析”的研究被Science杂志评为2011年年度科研突破。获得国际分子筛协会收录的五个独立分子筛三字代码(IRR，-IRY，-IFU, -SYT，-IRT),。现兼任中国化学会分子筛专业委员会委员，《高等化学学报》，《Chemical Research in Chinese University》以及《Chinese Chemical Letters》等杂志青年编委。
报告题目：新型沸石分子筛材料以及其在柴油机尾气脱硝方面的应用
报告摘要：小孔沸石分子筛在NH3-SCR脱硝方面应用广泛。SSZ-13 沸石分子筛是目前为止，最合适的 NH3-SCR催化剂。这得益于其高脱硝活性、高 N2 选择性、出色的水热稳定性、高抗 SO2 和 HC 等宽温度窗口。在SSZ-13分子筛合成的早期，SSZ-13分子筛合成必须要使用金刚烷铵，而其前驱体金刚烷的商业可用性和价格阻碍了其规模化应用。SSZ-13 在过去十年中在汽车排放后处理中的成功商业化大大促进了显着促进了更具成本效益的工艺的开发，并提高了金刚烷的生产能力，导致用于 SSZ-13 生产的金刚烷铵的成本迅速下降。本报告将介绍有机结构导向剂的商业化合成，SSZ-13分子筛的各种合成路线，离子交换路线。结合个人其他小孔分子筛SSZ-16，SSZ-52分子筛NH3-SCR研究，对各种分子筛产业化应用前景进行展望。
翟尚儒
大连工业大学
个人简介：翟尚儒，教授，博士生导师。从事碳基环境功能材料设计合成与性能研究工作。承担和完成国家自然科学基金/课题（4项）、“兴辽英才计划”科技创新领军人才（省特聘教授）、辽宁省高校创新人才计划、辽宁省高校杰出青年人才成长计划和生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室开放基金等研究项目10余项；已在Chinese Journal of Catalysis、Chinese Journal of Chemical Engineering、JMCA、CEJ、Nano Research等杂志发表研究论文200余篇，引用5500余次；作为主要完成人获辽宁省自然科学二等奖、中国轻工业联合会技术发明二等奖、辽宁省教学成果奖（研究生类）二等奖等多项奖励；辽宁省化工学会《生物质能源与材料》专委会秘书长；Advanced Powder Materials（主编黄伯云院士）特邀编委、Resource Chemicals and Materials和《大连工业大学学报》期刊编委；多次获评辽宁省优秀硕士学位论文指导教师。
报告题目：多糖碳基吸波材料制备与性能强化研究
报告摘要：基于设计合成手段实现生物质基环境功能材料的结构与性能调控是当前环境、化工和材料等交叉领域的前沿研究。利用多糖物质（壳聚糖、海藻多糖等）本征分子特点和大宗生产优势，通过可控碳化手段、界面改性和与金属纳米颗粒功能复合制备了系列电磁污染吸收材料，通过性能探究和结构分析揭示了合成过程对材料结构和性能的调控规律，建立了材料结构性质和组成对其应用性能的影响机制[1-4]。系统研究了基于海藻多糖、壳聚糖为前驱体制备新型功能材料的研究工作。围绕海藻多糖、壳聚糖创制绿色功能材料的研究有效拓展了生物质资源的高值化利用途径。
Fig.1. Biomass-derived microwave absorbing materials.
韩晓燕
天津中医药大学
个人简介：韩晓燕 女 出生年月 1976.11 材料化学博士，天津中医药大学中药学院副教授，硕士生导师，物理化学课程主讲教师，科研方向主要从事中药新型药物载体，中药吸附分离材料研究，主持完成国家级、省部级课题多项，发表SCI等重要学术期刊论文多篇。（国家自然科学基金项目：基于多功能复合胶束的抗癌中药与化疗药物协同载药系统研究，项目批准号：81202921）
报告题目：笼状MOF对生物碱的吸附作用及吸附机理研究
报告摘要：生物碱具有显著的抗肿瘤作用，但其水溶性差，体内半衰期较短，临床应用受限，研发具有高的生物碱吸附载药量和缓释性能的新型药物载体是克服上述不足的有效途径之一[1] 。研究采用水稳定性良好的多孔、笼状结构 MIL-100(Fe) 为吸附载药材料，黄杨碱(CVB-D ) 为模型药物，采用搅拌法进行吸附载药实验，并结合理论计算探索其吸附载药行为和吸附机制。实验筛选和模拟结果表明，CVB-D在MIL-100(Fe)的吸附载药的等温线符合Sips模型，其动力学符合准一级模型，吸附载药过程主要受外传质阻力所影响。CVB-D浓度4 mg/ml ，药物与吸附剂质量比 (m CVB-D : m MIL-100(Fe) =1:2) ，吸附时间为 48 h，其吸附量为（26.14±1.41）%。分子模拟实验显示 CVB-D 进入到MIL-100(Fe) 的五边形介孔笼中，药物与吸附剂之间的结合呈稳定的优势构象。
陈晓
清华大学
个人简介：陈晓，清华大学化工系助理研究员，其研究方向主要是发展多孔材料低剂量原子尺度成像方法，致力于分子筛中单分子成像以及主客体相互作用的直接观测，以期从分子层面甚至是原子层面理解和探索这些化学反应过程中的分子进出机制以及客体分子与主体骨架间的作用行为。目前已发表文章50余篇，其中（共同）第一作者/通讯作者12篇，包括 Nature（3篇）、Science（1篇）、Nat. Commun.（4篇）、Adv. Mater.（1篇）、JACS（1篇）等。其中“A single molecule van der waals compass”（Nature. 592, 541(2021)）的工作入选 2021 年度“中国高等学校十大科技进展”，获得第三届中国分子筛新秀奖、2022年度中国化学会青年奖，以及入选了2022年度中国区“35岁以下科技创新35人”榜单。
报告题目：分子筛限域小分子原子尺度结构探究
报告摘要：多孔材料由于其特殊的孔道结构成为了催化、分离、医药等多个领域不可替代的原材料，分子筛作为典型的多孔材料在石油化工、煤化工裂解、异构化、芳构化及烷基化等反应中同样发挥着不可替代的作用。因此从分子层面甚至是原子层面理解和探索这些化学反应过程中的分子进出机制以及客体分子与主体骨架间的作用行为对于理解和认识这些工业化背后的微观行为尤为关键，尤其是工况服役状态下的催化剂的本征行为至关重要。该报告将以分子筛催化剂为研究对象，尤其是对工业化中应用最为广泛的ZSM-5进行了系统的研究。首先研究了在超低电子剂量的条件下研究分子筛亚纳米尺度局域结构解析和原位观察限域分子动态行为的方法，在常温甚至是高温的条件下“冷冻”分子，观测了单分子进出孔道的行为，研究限域小分子动态行为和主客体相互作用以及这类折形分子筛中单个芳烃分子的转动、加入氢键力作用后定量化了分子在孔道中的作用方式等行为。
王浩
深圳职业技术大学-霍夫曼先进材料研究院
个人简介：王浩，博士，研究员，深圳职业技术大学霍夫曼先进材料研究院研究员/副院长，绿色节能材料广东省普通高校重点实验室负责人。本科毕业于武汉大学，2018年在美国罗格斯大学化学与化学生物学系李静教授课题组获博士学位。中国科协“青年人才托举工程”入选者（2021），国家优秀自费留学生奖获得者（2018），深圳市海外高层次“孔雀计划”B类人才（2018），获深圳市首批优秀青年科学基金项目资助（2021），荣获“深圳青年五四奖章”（2022）。以第一/通讯作者在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Adv. Mater., AIChE等国际顶尖期刊发表论文55篇，主持国家自然科学基金等科研项目7项。主要研究方向为多孔材料的设计、合成及其在绿色节能环保领域（气体分离等）的应用。
报告题目：面向烷烃同分异构体吸附分离的MOFs设计及孔结构调控
报告摘要：烷烃同分异构体分离是石油化工领域的重要工艺过程，是优化乙烯原料和重整原料、提高汽油辛烷值的重要环节。基于沸石分子筛的吸附分离技术虽已实现工业示范应用（如扬子石化引进UOP公司的MaxEne装置），但由于技术整体经济性等原因尚未得到大规模推广。本研究充分发挥MOF材料结构多样、孔结构高度可调等特点，设计合成了一系列孔径合适、可高效筛分直链/支链以及单支链/双支链烷烃异构体的MOF材料；通过180组分全石脑油分离实验评测MOF材料的应用前景；结构单晶X-射线衍射技术等探究了MOF材料对烷烃异构体的分子识别机理。
京公网安备11010802033820 号