4月24日,中科院的包信和院士做客伯苓前沿讲座,给同学们做了题为未来能源系统的催化科学基础的讲座。
包院士首先从最简单的化学反应能垒的概念引入,用生活中的爱情故事做了生动形象的类比,清晰地讲述了催化剂的几个基本性质。紧接着包教授又讲述了催化剂的历史和催化对社会的贡献,让大家了解催化对于现代社会的深远意义。
现代社会中,化石能源在生产生活中扮演着至关重要的角色,然而,我们当下也面临着资源紧缺和环境污染的问题,经济的可持续发展能源和化工原料的创新替代是催化科学的一个重要立足点。例如,在石油紧缺的背景下,使用催化剂高效地将煤炭催化转化为可从石油中得到的化学原料。然而传统的合成工艺中具有诸多不足,自然资源的分布不均也极大地限制煤合成工业的发展。因此,催化科学和技术面临着原料的多样化、资源的优化利用、降低二氧化碳的排放等几大挑战。为了解决这些问题,碳的新型材料引起了催化学家们的注意,一系列新的研究也在进行中。
那么未来的催化科学将会如何发展呢。众所周知,许多催化都是贵金属体系,不仅成本高昂,而且容易中毒。包教授通过纳米限域的技术对金属催化剂进行改性和替代,良好地解决当下常用的几大贵金属的一些缺点,更是创造性地成功地将铁元素引入催化体系,在国际上引起强烈的反响。
随后,对于催化研究停滞不前的现状包教授提出了自己独特的观点,既问题的关键在于催化的表征。因为催化反应速度极快,而且时常伴随着高压,因而现代表征技术难以使人们细致而深入地了解这其中的奥秘,故催化技术难以得到飞跃式的发展。包教授当下致力于的光源吸收和红外耦合技术将会极大地增强探测的灵敏性并且缩短反应时间,处于国际顶尖地位,为催化技术的发展提供了更为广阔的前景。
最后,同学们在与教授的热烈的交流中进一步加深了对今天讲座内容的认识。
包信和院士,中科院大连化学物理研究所,长期从事表面化学与催化基础和应用研究,在催化选择氧化、界面和纳米催化以及甲烷催化活化等理论和实践中取得了系统、深入、具有创新意义的成果:首次发现了次表层氧对银催化氧化的增强效应,揭示出次表层结构调变表面催化的规律;发现了碳-氢键选择活化新过程,实现了甲烷芳构化理论和技术的新突破。近年来,包信和研究员带领的研究团队研制和开发了多种原位、动态催化研究方法,如原位高压NMR、动态光发射电子显微镜PEEM等,发现并从理论上证实了碳纳米管的限域效应,提出了纳米催化体系的“协同束缚”概念,成功研制出CO脱除和合成气高效转化催化剂。其取得的理论和实验成果在国际、国内相关领域形成了重要影响。(化学系供稿)