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代表性成果介紹

成果一 設(shè)計(jì)高效多孔材料用于二氧化碳催化轉(zhuǎn)化（二氧化碳化學(xué)）

1. 光催化二氧化碳轉(zhuǎn)化

2. 熱催化二氧化碳轉(zhuǎn)化

成果二  氫能源化學(xué)

1. 光催化產(chǎn)氫

2. 常溫常壓合成氨

氨氣是一種良好的儲(chǔ)氫載體，單位儲(chǔ)氫密度高達(dá)17wt%，而且利用成熟的液氨運(yùn)輸途徑可以解決輸氫的難題，通過氨氣產(chǎn)氫也不會(huì)產(chǎn)生碳排放的問題。工業(yè)化的Haber-Bosch合成氨工藝需要400~500℃和15~25MPa的反應(yīng)條件，由此產(chǎn)生的CO?排放量占全球碳排放的1~2%。如果使用尾氣中氮氧化物（NOx）合成氨氣，可以避免活化N≡N所需的高能耗，同時(shí)可以減少固定源NOx的排放量?；趫F(tuán)隊(duì)在加氫催化劑方面的研究基礎(chǔ)（Chem. Eur. J. 2023, 29, e202203108；Cell Reports Physical Science, 2022, 3, 100705），提出了一條常溫常壓條件下合成NH?的路線，包括如下三步：（1）堿液吸收NOx轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽；（2）亞硝酸鹽加氫轉(zhuǎn)化為氨；（3）氨脫除和回收氨氣，其中開發(fā)新的亞硝酸鹽加氫催化劑是研究的重點(diǎn)。研究從理論計(jì)算亞硝酸鹽加氫轉(zhuǎn)化為N?和NH?的反應(yīng)路線開始，考察了不同反應(yīng)路線的速控步驟和活性中間物種，發(fā)現(xiàn)Pd2+/Pd0雙活性位點(diǎn)是合成NH?的關(guān)鍵，通過調(diào)控Pd2+/Pd0比例可以實(shí)現(xiàn)兩種位點(diǎn)在加氫反應(yīng)中的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)NH?的高效合成，減少副產(chǎn)物N2的選擇性。研究選用富含N原子的共價(jià)三嗪骨架材料（CTF）為載體，利用豐富的三嗪環(huán)N結(jié)構(gòu)錨定Pd2+物種，通過調(diào)控Pd的負(fù)載量控制Pd納米顆粒尺寸在3.3 nm左右，在常溫常壓條件下實(shí)現(xiàn)了亞硝酸鹽完全加氫轉(zhuǎn)化為銨根離子，NOx加氫轉(zhuǎn)化為氨氣的單程收率可達(dá)70%。值得一提的是，吸收NOx的堿液可以重復(fù)使用，整個(gè)反應(yīng)過程無污染排放，反應(yīng)條件溫和，表現(xiàn)出低能耗、高環(huán)保性的特點(diǎn)，具有很高的放大應(yīng)用潛力。（Appl. Catal. B: Environ., 2023, 329, 122548）

鄧偉僑，山東大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，國(guó)家杰出青年基金獲得者（2015年）。在Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie International Edition 等期刊上發(fā)表論文200余篇，他引10000余次，H-index 62。2015年獲得遼寧省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)，2022年入選國(guó)際先進(jìn)材料協(xié)會(huì)會(huì)士和中國(guó)化學(xué)會(huì)理論化學(xué)專業(yè)委員會(huì)委員，2023年獲得國(guó)際先進(jìn)材料協(xié)會(huì)科學(xué)家獎(jiǎng)?wù)?。研究方向?yàn)椴牧夏M與設(shè)計(jì)，針對(duì)所需求性能材料，結(jié)合理論和實(shí)驗(yàn)，以發(fā)展性能預(yù)測(cè)的理論方法為核心，用計(jì)算機(jī)模擬篩選設(shè)計(jì)材料，并高效合成所設(shè)計(jì)的材料。