一、主要完成人

胡植富,中共预备党员,化学化工学院化学工程与技术专业2023级硕士研究生,师从孔祥晋教授,研究方向为多相催化剂的设计及生物质能源高值化利用。目前以第一作者身份发表SCI论文两篇,其中一篇发表在国际顶级期刊、中科院一区TOP期刊《Chemical Engineering Journal》(IF:13.2)。曾获研究生国家奖学金、优秀学生、中国国际大学生创新大赛国家铜奖等。
二、创新成果展示
本成果基于碳材料的“限域”理念与金属氧化物的“可控表面与缺陷工程”理念,构建了多种具有优异催化性能的新型多相催化剂,包括氮掺杂碳材料“限域”活性位点催化剂与金属氧化物“表面与缺陷工程”活性位点催化剂。同时,建立了若干生物油中典型含氧化合物的脱氧技术、构建了香兰素、糠醛等生物质平台分子的绿色转化工艺。该研究对于提高原子利用率、克服活性组分失活问题具有重要意义,并为新型催化材料在分子基础、多尺度结构调控及宏观性能优化等方面的研究奠定了理论基础。本成果研究内容主要为:(1)从原子利用率和过程经济性出发,探索了将资源相对丰富的香兰素、乙酰丙酸、糠醛等生物质平台分子等转化为高附加值产品的方法以及途径,使其有望发展成为接替或者部分接替以化石资源为原料生产化学品的新路线之一。(2)针对廉价金属活性组分在该催化转化过程中易迁移、聚集流失、烧结、污染等基础科学问题,致力于发展纳米结构多孔材料合成新方法,研究廉价金属催化剂定向设计和可控制备的新理论,创制新结构高性能多孔材料;(3)借助催化剂表征技术、催化反应过程研究以及密度泛函理论计算侧证,探究了生物质平台分子中典型 C-O 键氢解及选择性氢解的规律,并系统研究了催化过程及催化剂作用机制。

图1.CoRe0.1/TiO2-Vo催化剂的合成路线图、结构表征、DFT 理论计算及反应路径

图2.NiMo0.1@MSN催化剂的合成路线图、结构表征及反应路径
相关研究成果已在Chem. Eng. J.、J. Colloid Interface Sci.等期刊发表论文6篇,其中SCI一区6篇。以上成果发表后,受到国内外同行的广泛认可。