2025 年 7 月21-22 日,由中国微米纳米技术学会主办的“微纳米技术与催化国际创新论坛(2025)”在合肥召开,本次论坛主题为“探索微纳科技发展,助力新质生产力提升”,课题组组长王宝俊教授作为论坛主席,凌丽霞教授作为召集人应邀参加,两位教授都做了邀请报告。
7月21日下午王宝俊教授作了题为《煤化工 C1 反应催化剂理性设计和微观理解》的报告。
报告简介:以一碳化学反应为基础的一碳化工过程是煤炭清洁高效利用的重要途径,催化剂是该过程中的关键因素。通过量子化学计算方法在电子-分子水平上明确了 6 类典型一碳反应在双金属催化剂上的微观反应机理,开展了微观理论指导催化剂分子设计与研发的创新性探索;提出了金属催化剂分子设计的基本方法,为新型高效催化剂的研发提供了基础理论线索和可操作的方案;提出了描述金属催化剂微观结构的“活性基元-活性位”模型,探索了限域催化模型的定量表述方法,深化了过渡金属多相催化基础理论;初步实现了催化剂从经验筛选到理论设计的变革,并在煤化工典型反应新型催化剂研发过程中取得成效。

7月22日上午凌丽霞教授作了题为《机器学习加速 ZSM-5 分子筛催化长链烯芳构化过程中活性位点的筛选》的报告。
报告简介:轻质芳烃苯、甲苯和二甲苯(BTX)是重要的有机化工原料。甲醇制芳烃工艺(MTA)是煤化工路线生产芳烃的重要途径。目前,MTA 工艺中主要存在芳烃产物和 BTX 选择性低的问题。本研究采用密度泛函理论(DFT)和机学习(ML)相结合的方法,针对 C6、C7 和 C8 长链单烯芳构化过程,明确了脱氢反应和环化反应的活性中心分别为Lewis 酸和 Brønsted 酸。基于 DFT 计算的 C6 和 C7 在不同 L 酸落位的催化剂上脱氢过程建立高质量数据集,ML 对长的 C8 脱氢反应的活性位点进行预测,快速筛选出高脱氢活性的 L 酸落位,并用 DFT 验证了预测结果的准确性。进一步探究了高脱氢活性的催化剂上 C6、C7 和 C8 长链二烯至环单烯的环化过程,得出六元环是关键的环状中间体。微观动力学分析了 C6、C7 和 C8 单烯生成不同芳烃产物的 logTOF 值,并得到不同芳烃产物生成的最可能芳构化路径同时,计算得到高脱氢活性位点的催化剂上 BTX 的选择性高达 64.1%。最后探究了孔道择形效应对芳烃产物扩散的影响,发现对二甲苯在分子筛孔道中展示出更小的位阻效应,更容易从分子筛孔道扩散出去。
