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题目(Title):
固体核磁共振谱学技术及其在催化化学研究中的应用
主讲人(Speaker):
侯广进
开始时间(Start Time):
2025-04-18 15:00
结束时间(End Time):
2025-04-18 16:30
报告地点(Place):
物质学院5-105报告厅
主办单位(Organization):
物质科学与技术学院
协办单位(Co-organizer):
简介(Brief Introduction):
报告人简介:
侯广进,中国科学院大连化学物理研究所首席研究员,博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者。2007年于中国科学院武汉物理与数学研究所获得理学博士学位。2007至2011年先后在德国马普高分子研究所和美国特拉华大学从事博士后研究工作;2011年被美国特拉华大学聘为二级副研究员;2012年晋升为磁共振谱学研究员,独立开展研究工作。2017年全职回国加入中国科学院大连化学物理研究所催化基础实验室,聘为研究员,任固体核磁共振及前沿应用研究组组长。侯广进研究员目前主要从事固体核磁共振波谱学与催化化学相关的研究工作,发展高分辨固体NMR方法学及原位动态表征技术,并应用于实际能源催化转化、能源存储、高分子聚合物等材料体系,在原子和分子水平上探究其相关微观结构、主客体作用及反应机制等,已在Science, Chem. Rev., Nat. Catal., Chem, PNAS, JACS, Nat. Commun.等学术期刊上发表论文170余篇。目前担任国际磁共振协会ISMAR学术委员会委员,中国物理学会波谱专业委员会委员,及Journal of Magnetic Resonance, Solid State Nuclear Magnetic Resonance, Magnetic Resonance Letters,《结构化学》,《波谱学杂志》等学术期刊编委。近年来先后获得中国科学院大连化物所张大煜优秀学者(2022)、中国科学院大连化物所首席研究员(2022)、中国科学院大连化物所冠名奖-优秀导师奖(2023)、卢嘉锡优秀导师奖(2023)、王天眷波谱学奖(2024)等奖项/荣誉。

讲座摘要:
固体核磁共振具有原子高分辨、无损检测等优势,在多相催化研究中的活性位表征、物种鉴定、结构解析等方面具有广泛的应用。此外,固体NMR还可以精确测量原子核间空间距离、反应物/中间体和活性位点之间的相互作用,对于深入理解反应机制具有重要的意义。合成气(CO/H2)主要来源于煤、天然气、页岩气和生物质等,是一种重要的化学化工转化平台。合成气高效催化转化是解决石油枯竭危机和清洁能源发展的的一项核心技术。近些年,由金属氧化物和沸石分子筛组成的双功能催化剂被用于合成气一步直接转化反应,高选择性生成低碳烯烃、芳香烃、汽油等各类产物,近几年也被广泛应用于CO2加氢催化反应。然而,由于该体系双功能催化网络的复杂性,与常规串联反应存在很大区别,目前仍然缺乏对其内在机制的深入理解。
本报告首先介绍固体核磁共振谱学表征在表界面催化研究中的技术挑战与进展;其次,针对COx加氢催化反应的关键科学问题,主要通过多核多维高分辨固体核磁共振技术,探究双功能催化体系中氧化物表界面的活性位结构、分布以及分子筛的酸性位、孔道结构等性质,以及与资源小分子活化、调控反应产物、选择性之间的关联。结合原位动态表征和外原位精准测量固体核磁共振技术,研究了CO和H2分子在金属氧化物表面活化转化过程,以及氧化物表面上第一个C-C键生成和碳链增长机理。进一步,通过准原位固体核磁共振和在线GC/GC-MS分析相结合的方法,对双功能催化剂上的合成气转化进行了全面系统的研究,揭示了区别于常规碳烃池循环机理的基于碳氧物种的反应路线的存在及其普适性。这些关于表界面微观结构和反应机理的研究发现将有助于双功能催化概念的进一步探索及高效双功能催化剂的设计,并不仅限于CO/CO2加氢催化反应体系。

邀请人:刘海铭、杨帆