煤科学量子化学计算课题组
 
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导师简介
 
王宝俊 教授
发布日期: 2018-02-01   阅读次数: []次  来源:煤科学量子化学课题组  请选择阅读字体:

 

个人简历:

王宝俊,男,博士,二级教授,博士生导师,享受国务院政府特殊津贴专家

19988月至今在太原理工大学煤科学与技术重点实验室工作;20007月聘任副教授;20071月聘任教授任职期间作为项目负责人承担国家自然科学基金面上项目6项,国家然科学基金重点项目2项,国家重点研发计划课题1项;同时,主持省级和学校等各类项目10余项,与中国工程院工程知识中心、中科院煤化所和大连理工大学等单位合作建设和研发项目4。获2022年高等教育(研究生)国家级教学成果奖二等奖1项(第二完成人),2023年山西省教学成果奖(高等教育研究生)二等奖1项(第二完成人)2021年山西省科学技术奖自然科学一等奖1项(第一完成人),2008年国家自然科学二等奖1项(第四完成人);2009年山西省第十届育人杯先进个人;2012年山西省度优秀博士学位论文指导教师;2018年山西高校自然科学一等奖1(第一完成人);2019年山西省三晋英才支持计划(拔尖骨干人才)。截止20237月底,在国内外权威学术期刊Nat. Common.Angew. Chem. Int. Ed.PANSACS Catal.J. Catal.Appl. Catal. B: Environ.Energy Environ. Sci.等发表SCI收录学术论文220余篇,SCI正面他引近3500余次。任职《化工学报》编委、《煤炭转化》执行主编,承担博士和硕士研究生《高等化工热力学》课程的教学任务。

研究方向和服务领域:

从事量子化学计算和分子模拟的理论研究,在电子-分子水平上探讨煤化工一碳反应催化剂结构调变与性能调控的微观定量规律和催化工艺设计。

主要采用理论计算方法并结合实验表征、催化性能评价等实验方法对催化剂结构、组成、以及催化性能等催化剂的构效关系进行系统研究,明确催化剂结构与其催化性能之间的构效关系,为煤化工实验中催化剂筛选、改性和设计提供实验线索和预测方案,大大减少传统实验中尝试性实验的工作量。

1. 煤的微观结构与反应性

2. 煤化工一碳反应的多相催化基础理论及催化剂设计

3. 热解和气化煤气中污染物的转化和脱除的理论研究

4. 分子筛催化性能的理论计算

承担科研项目:

1. 国家重点研发计划课题(2022.4-2027.4)金属氧化物纳米及团簇结构的表界面催化研究~氧化物催化能源小分子定向转化及理论(2021YFA1502804),经费:566万,主持

2. 国家自然科学基金委员会,区域创新发展联合基金重点项目,U22A20430,甲烷氧化偶联反应高选择性氧化镧催化剂构筑与催化工艺研究,2023-012026-12255万,主持课题,127.5

3. 国家自然科学基金委员会,重点项目,21736007,乙醇C-C键在Cu基双金属催化甲烷-合成气反应体系中的生成机理,2018-012022-12300万,主持

4. 国家自然科学基金委员会,国际(地区)合作与交流项目,22081330500C1过程的催化化学和工艺,2021-012022-1215万,主持

5. 中国科学院山西煤炭化学研究所项目182190519-J,稳定碳一小分子CH4CO2温和条件下的活化和转化机理,2018-112020-1148.5,主持

6. 中国科学院山西煤炭化学研究所项目154120180-J分子筛催化甲醇制芳烃反应的微观机理研究2015-072018-0760,主持

7. 中国科学院山西煤炭化学研究所项目144010282-J碳一化学催化剂结构调变与性能调控的量化计算研究2014-052017-0590,主持

8. 国家自然科学基金委员会,面上项目,21276171Ni基催化剂作用下CH4/CO2重整反应体系中的积碳问题,2013-012016-1282万,主持

9. 国家科技重大专项任务2011ZX05040煤层气与煤炭协调开发关键技术(二期)2011-012015-1240.57,主持

10. 国家自然科学基金委员会,面上项目,20976115,热解和气化煤气中含硫化合物的转化和脱除,2010-012012-1234万,主持

11. 国家自然科学基金委员会,面上项目,20776093,煤热解反应中的分子内氢原子转移过程,2008-012010-1230万,主持

12. 国家自然科学基金委员会,面上项目,20576087,煤热解过程中化学键断裂的热力学和动力学,2006-012008-1226万,主持

13. 国家自然科学基金委员会,面上项目,20476069,用第一原理量子化学计算方法研究煤的热解反应机理,2005-012005-12, 8万元,主持

研究成果:

建立了阐明一碳反应Cu基催化剂构效关系的理论方法,走通了用量子化学DFT计算方法实现Cu基催化剂结构调变与性能调控的技术路线,深化了催化剂研发从随机筛选到分子设计的进步和变革。建立了煤结构与反应性研究中的局部微观结构模型以及“活性位-活性基元”模型;提出了调控活性位区域空间尺度模型;提出了Cu基催化剂上具有全新反应机理的“甲烷-合成气”合成乙醇的新工艺路线,并通过脉冲进样装置实现了甲烷和合成气交替进样的工艺设计。揭示了利用材料不同晶相结构来控制表面结构和形貌,通过提高本征活性和活性位密度来获得高效、稳定催化材料。证实了催化剂分子设计和材料可控合成将在新型催化剂设计中发挥着重要作用,提供理论支持和指导。

科技奖励:

1. 王宝俊(1/5); 煤化工重要一碳反应双金属催化剂的结构调变和性能调控,山西省科学技术奖励委员会,山西省自然科学奖一等奖2021年(王宝俊,章日光,凌丽霞,李德宝,侯博)

教学成果奖励:

1. 王宝俊(2/15); “育人育己”导学理念引领,培养煤炭清洁高效利用高层次人才的模式与实践,中华人民共和国教育部,2022年高等教育(研究生)国家级教学成果奖二等奖2023年(谢克昌,王宝俊,李文英,王建成,李瑞丰,黄伟,李晋平,吕永康,常丽萍,李忠,鲍卫仁,廖俊杰,闫晓亮,章日光,姚晓红)

2. 王宝俊(2/5); 德育素养与专业素养紧密融合的煤化工研究生培养模式探索与实践,2023年山西省教学成果奖(高等教育研究生),二等奖2023年(章日光,王宝俊,凌丽霞,王建成,闫晓亮)

表性论文:

(1) Yong Zhang#, Xinyi Guo#, Qi Yang*, Yuan Shao, Yadong Du, Jun Qi, Ming Zhao, Zhengjie Shang, Yuhan Hao, Yongchao Tang, Ying Li, Riguang Zhang*, Baojun Wang, Jieshan Qiu*, Chemical and spatial dual-confinement engineering for stable Na-S batteries with approximately 100% capacity retention. P. Natl. Acad. Sci. USA, 2023, 120: e2314408120

(2) Yanping Chen#, Yu Yao#, Wantong Zhao, Lifeng Wang, Haitao Li, Jiangwei Zhang, Baojun Wang, Yi Jia, Riguang Zhang*, Yan Yu*, Jian Liu*, Precise solid-phase synthesis of CoFe@FeOx nanoparticles for efficient polysulfide regulation in lithium/sodium-sulfur batteries. Nature Communications, 2023, 14: 7487

(3) Lulu Ping, Yuan Zhang, Baojun Wang*, Maohong Fan, Lixia Ling, Riguang Zhang*, Unraveling Surface State Evolution of IrO2 in Ethane Chemical Looping Oxidation Dehydrogenation. ACS Catalysis, 2023, 13: 1381-1399

(4) Riguang Zhang, Li Kang, Hongxia Liu, Baojun Wang*, Debao Li, Maohong Fan*, Crystal facet dependence of carbon chain growth mechanism over the Hcp and Fcc Co catalysts in the Fischer-Tropsch synthesis, Applied Catalysis B: Environmental, 2020, 269: 118847.

(5) Jian Dou#; Riguang Zhang#; Xiaobin Hao; Zhenghong Bao; Tianpin Wu; Baojun Wang*; Fei Yu*; Sandwiched SiO2@Ni@ZrO2 as a coke resistant nanocatalyst for dry reforming of methane, Applied Catalysis B-Environmental, 2019, 254: 612-623.

(6) Riguang Zhang, Cong Wei, Debao Li, Zhao Jiang, Baojun Wang*, Lixia Ling, Maohong Fan*, The new role of surface adsorbed CHx(x=1-3) intermediates as a co-adsorbed promoter in self-promoting syngas conversion to form CHx intermediates and C2 oxygenates on the Rh-doped Cu catalyst, Journal of Catalysis, 2019, 377: 1-12.

(7) Riguang Zhang; Mao Peng; Lixia Ling; Baojun Wang*; PdIn intermetallic material with isolated single-atom Pd sites – A promising catalyst for direct formic acid fuel cell, Chemical Engineering Science, 2019, 199: 64-78.

(8) Yongwu Lu#; Riguang Zhang#; Baobao Cao; Binghui Ge; Franklin Feng Tao; Junjun Shan; Luan Nguyen; Zhenghong Bao; Tianpin Wu; Jonathan W. Pote; Baojun Wang*; Fei Yu*; Elucidating the copper-hägg iron carbide synergistic interactions for selective CO hydrogenation to higher alcohols, ACS Catalysis, 2017, 7: 5500-5512.

(9) Riguang Zhang, Guangxiang Wen, Hertanto Adidharma, Armistead G. Russell, Baojun Wang*, Maciej Radosz, Maohong Fan*, C2 oxygenate synthesis via Fischer−Tropsch synthesis on Co2C and Co/Co2C interface catalysts: How To control the catalyst crystal facet for optimal selectivity, ACS Catalysis, 2017, 7: 8285-8295.

(10) Lixia Ling, Maohong Fan*, Baojun Wang*, Riguang Zhang. Application of computational chemistry in understanding the mechanisms of mercury removal technologies: A review, Energy & Environmental Science, 2015, 8: 3109–3133

(11) Riguang Zhang, Guiru Wang, Baojun Wang*. Insights into the mechanism of ethanol formation from syngas on Cu and an expanded prediction of improved Cu-based catalysts. Journal of Catalysis, 2013, 305: 238–255.

(12) Riguang Zhang, Hongyan Liu, Bojun Wang*, Lixia Ling. Insights into the effect of surface hydroxyls on CO2hydrogenation over Pd/γ-Al2O3catalyst: A computational study. Applied Catalysis B: Environmental, 2012, 126: 108–120.

参编著作:

第一完成人Rate Constant Calculation for Thermal Reactions: Methods and Applications. Chapter 8. Quantum Chemistry Study on the Pyrolysis Mechanisms of Coal-Related Model Compounds, John Wiley & Sons Press, 2012-2-22



 
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