上海科技大学年轻团队取得能源化工研究突破性     DATE: 2018-07-31 06:58

  人平易近网上海7月29日电 (记者 姜泓冰)上海科技大学左智伟科研团队正在光推进甲烷这一主要能源化工范畴取得冲破性进展:他们成功成长了一种廉价、高效的铈基催化剂和醇催化剂的协同催化系统,处理了操纵光能正在室温下把甲烷一步为液态产物的科学难题,为甲烷成高附加值的化工产物(例如火箭推进剂燃料)供给了簇新和愈加经济、环保的处理方案。同时,对这一高效、可持续的光推进铈催化模式的深切研究和进一步推广使用,将为我国高效操纵特有的稀土金属资本供给新的思和前景。7月27日, 国际顶尖学术期刊《科学》正在线颁发该。

  值得关心的是,该课题由上海科技大学物质科学取手艺学院左智伟课题组完成,四位做者平均春秋不到30岁。博士后胡安华、郭婧婧为配合第一做者,2016级硕博连读研究生潘辉为第二做者,左智伟传授为通信做者。这一研究工做获得了国度天然科学基金委(面上项目)和千人打算青年项目标赞帮。

  天然气做为一种洁净能源和化工原料,跟着近年来探明储量和开采量的不竭上升,逐步成为最具经济价值的主要天然资本之一。天然气的间接化学,不只能够实现高附加值操纵,还能避免天然气运输所带来的高额费用和污染。天然气中的次要化合物是甲烷,它是无机化学中最难被活化的,研究若何对甲烷进行间接活化,是科学上目前面对的次要挑和。目前的高效催化剂次要是罕见且高贵的贵金属(铂、钯等),同时往往需要高温来供给反映活化能,取工业中对规模性和经济性的要求相差甚远。

  我国特有的稀土资本惹起了左智伟课题组的强烈乐趣。铈正在我国的稀土资本中占比接近百分之五十,价钱低廉又具有奇特的光物质,不外此前正在光促无机反映中很少被用做催化剂。年轻的左智伟团队通过对其高价态的奇特电子布局的阐发,斗胆选择了配体到金属电子跃迁路子,一个之前未受普遍关心的简称为 LMCT的光促跃迁过程,做为研究新型光催化剂的冲破点。

  从2015年到2018年,两年前期工做堆集,148 天冲刺,2202次测验考试和优化,左智伟课题组最终寻找到一个很是廉价、高效的催化剂组合。正在极其通俗的三氯乙醇的协同感化下,廉价稀土金属铈能阐扬出取罕见的贵金属相媲美的甲烷催化结果。他们成功地利用商品化LED 光源做为反映能量来历,正在室温前提下,成功实现了高选择性的甲烷到高附加值产品的。

  中国科学院上海无机化学研究所所长丁奎岭院士称,左智伟团队的工做“代表了甲烷研究中一个新的严沉冲破,为甲烷的资本化和高值化操纵斥地了一条新的路子”。美国国度科学院院士、普林斯顿大学传授大卫-麦克米兰(David MacMillan)评价说:“这一新的研究开创了一个甲烷活化的新标的目的,他们成长的LMCT 催化方式将正在医药、农业化学品和精细化工等行业中有着毋庸置疑的使用潜力,将界范畴内发生普遍影响。”荷兰壳牌石油公司的新能源手艺资深首席科学家Alexander van der Made和甲烷项目司理Sander Van Bavel也认为:“正在烷烃活化范畴,这一工做是优异和精巧化学设想的表现。更主要的是,这一发觉标记着我们曾经正在暖和前提下烷烃的绿色道上迈出了环节一步。最终,这一标的目的的成长将能为化学工业充实操纵甲烷这一丰硕的天然资本供给处理方案。”

  廉价适用的铈催化系统已惹起工业界关心。2017岁尾,一家国内制药龙头企业已取上科大签定合做让渡和谈,中试放大近期取得很猛进展,目前已具备百公斤级别出产的前提。

  研究团队合影(左起):胡安华(配合第一做者)、左智伟(通信做者)、潘辉(第二做者)、郭婧婧(配合第一做者)