多相催化将现代化学工业面向了史无前例的开展水平,特别是在曩昔的一个世纪里,催化进程为全球经济的昌盛和人类生活方式的现代化做出了重大贡献。80%的化学进程触及催化技能:从肥料的出产、高功用聚合物的组成到抗癌药物的开发,开发高效、安稳、低能耗的多相催化剂是完成可继续未来的要害。与传统的多孔资料比较,MOFs因其超高的比外表积和孔隙率,为催化反响供给了巨大的活性界面和可规划空间。经过金属有机结构(MOFs)渠道构建高功用多相催化剂体系受到了极大的重视。
咱们课题组在MOFs基高功用催化剂的规划组成及其在载能小分子催化转化等范畴取得一系列重要开展。在这篇述评文章中,咱们总结了课题组根据界面工程构建MOFs基多相催化剂的最新研讨效果,从催化剂的理性规划、组成战略以及特定催化反响中催化剂结构与活性的构效联络等方面体系介绍了MOFs上各个组分的协同效果。首要,咱们介绍了金属/金属氧化物纳米颗粒和MOF之间的高效催化活性界面的构筑。然后咱们评论了分子催化剂-MOFs复合催化剂的组成及其催化活性的改进。在第三部分中,咱们侧重重视了MOFs资料自身固有可调理性对其外表结构的改性。最终,咱们评论了在MOFs渠道上的界面工程构建高功用多相催化剂现在存在的应战和未来的开展前途。根据对MOFs基多相催化剂中界面工程的深化了解与实践,期望该评述为高功用相催化剂的准确规划和组成供给一些启示。
多相催化对前进动力使用功率、促进清洁动力开发、削减环境污染、推动绿色化学、应对气候均匀状况随时刻的改变、促进经济开展、提高生活品质和推动科学研讨等方面具有极端重大意义,它是完成可继续开展和应对全球环境应战的要害技能之一。MOFs为催化机理研讨和新式催化剂规划供给了抱负的渠道,在动力转化、环境管理等范畴具有广泛的使用远景,并展现出巨大的科研和工业使用潜力。
经过开发新的组成办法和战略以及核算机模仿和理论核算的辅佐,能够精准规划具有特定催化功用的MOFs资料。经过界面工程化学修饰和复合资料的制备,能大大的提高MOFs在催化反响中的催化活性、化学安稳性和热安稳性。经过模块化规划组成具有多种催化功用的MOFs资料,完成杂乱反响的一步催化。开发在温文条件下进行的高效MOFs催化剂,削减动力消耗和环境污染,完成绿色可继续催化,针对特定的催化反响,经过深化研讨MOFs催化反响的机理,为新式催化剂规划供给理论指导,结合纳米技能、生物技能等前沿技能,开发新式MOFs催化资料和使用,促进化学、资料科学、环境科学、动力科学等多学科的穿插协作,推动MOFs催化技能的开展。经过资料规划与组成、催化功用优化、多功用催化、绿色与可继续催化、动力相关催化、环境管理、工业使用、基础研讨与技能创新以及跨学科协作等多方面的尽力,MOFs催化技能将在未来完成更多的打破和使用,为动力、环境和化工等范畴带来重要的革新和前进。
程鹏,南开大学教授,从事功用合作物与分子基资料的研讨,曾获国家杰出青年基金赞助,当选教育部长江学者特聘教授和新世纪百千万人才工程国家级人选。当选Clarivate Analytics全球高被引科学家和Elsevier计算的我国高被引证学者(Chinese Most Cited Researchers)。
马建功,南开大学教授、博导、青年学术带头人、教育部高层次青年人才。研讨工作首要环绕无机复合资料开发、二氧化碳转化使用和工业产品绿色组成。相关效果宣布在Angew. Chem.、J. Am. Chem. Soc.、Matter等期刊,并取得美国、澳大利亚等世界专利授权3项,作为担任人和主干承当了国家基金委要点与面上项目、国家要点研制方案、国家级教育改革项目等项目课题。取得了天津市自然科学一等奖、天津市教育效果一等奖等系列奖项。
李博,南开大学化学学院副教授。本科硕士均结业于兰州大学,博士结业于南开大学,导师程鹏教授。现在首要是做MOFs复合资料的规划组成及其在动力环境催化中的使用研讨。先后掌管国家自然科学基金面上/青年项目和博后基金面上等项目。
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