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我院肖丰收教授荣获 “中国分子筛成就奖”

发布者:韩园园发布时间:2021-10-03浏览次数:0

2021928日,第三届“中国分子筛奖”颁奖典礼于第21届全国分子筛学术大会(青岛)期间举行,浙江大学化学工程与生物工程学院肖丰收教授被授予“中国分子筛成就奖”。

中国分子筛奖”是由中国化学会分子筛专业委员会设立的中国分子筛及多孔材料领域的最高奖项,旨在奖励我国分子筛领域科学工作者的学术成就和突出贡献,促进我国分子筛学科的发展。该奖下设“中国分子筛终身成就奖”、 “中国分子筛成就奖”、“中国分子筛青年奖”和“中国分子筛新秀奖”,每2年评选一次,“成就奖”每次仅评选一人。

教授介绍


肖丰收,浙江大学化学工程与生物工程学院工业生态与环境研究所教授、博士生导师。1998年获得基金委杰青项目资助,目前担任亚洲太平洋催化理事会(APCAT)秘书长、中国催化学会委员、中国分子筛学会委员、Industrial & Engineering Chemistry Research副主编、ChemCatChemJ. Energy Chem. Catalysis Surveys from Asia 编委等职。先后获得教育部优秀青年教师、跨世纪优秀人才、Thomson科学研究前沿奖、教育部自然科学二等奖、浙江省技术发明一等奖等奖励。

主要研究方向为沸石分子筛的绿色合成、针对能源和环保的沸石催化剂开发,在ScienceNature Catal.J. Am. Chem. Soc.Angew. Chem. Int. Ed.等国际刊物上发表通讯作者论文近500篇,论文SCI引用15000余次,并有多项成果实现产业化。


重大研究成果简介

1)“分子围栏”材料催化甲烷低温氧化

甲烷作为地球上储量最为丰富的化石资源之一,其高值利用对于能源结构调整和国民经济发展有重要作用。但是甲烷分子极性低、碳氢键能高,很难进行有效的活化。甲烷低温氧化至高附加值产品一直都是国际公认的极具挑战性的难题,被视为催化领域的“圣杯”。针对这一难题,肖丰收教授课题组在理解固体表面浸润性调控分子扩散规律的基础上,原创性地提出“分子围栏”催化剂设计理论和方法,通过将金属纳米颗粒封装于沸石晶体内部,并在沸石外表面构筑疏水壳层,实现金属颗粒、亲水孔道和疏水表面高效耦合的新型催化材料。在低温甲烷氧化反应中,由于疏水壳层的“分子围栏”效应,过氧化氢物种被富集在沸石晶体内部形成局部高浓度,较传统反应体系浓度提升五个数量级。得益于这一特性,在70度下,突破性地得到17.2%的甲烷转化率并且保持甲醇选择性在92%是同类反应体系中的最高水平,该成果发表于《科学》杂志(Science 2020, 367, 193-197)。


2)含孤立硼位点的分子筛材料

   催化丙烷有氧脱氢

丙烯是全球产量最高的基础有机化工原料之一,也是当前衔接石化和煤化工等上下游产业的重要平台产品。丙烷脱氢是当前生产丙烯的重要反应过程,与无氧脱氢相比,氧化脱氢在能耗和抗积碳方面具有明显的优势,但是一般容易过氧化到二氧化碳从而导致选择性较差。针对这一现状,肖丰收教授课题组在纯硅MFI沸石中构筑的孤立硼中心(BS-1),实现对丙烷脱氢具有优异的催化活性和选择性。通过原位红外、二维固体核磁共振谱和飞行时间质谱等辨识硼是孤立存在于沸石骨架中,不同于以往认知,硼硅沸石对丙烷脱氢是惰性的,发现BS-1中的硼中心上连接双羟基结构并且邻近还有与之相关的双硅羟基,-B[OH…O(H)-Si]2的配位形式存在该成果打破了孤立硼中心无法催化脱氢反应这一传统认知,发现了高效催化丙烷有氧脱氢的新型活性中心,揭示了沸石分子筛在此类反应中巨大的潜力,为有氧脱氢催化剂及反应过程的开发提供理论指导,成果发表于《科学》杂志(Science 2021, 372, 76-80)。


3)低成本有机模板剂导向的

  Cu-SSZ-13沸石分子筛规模化生产新技术

2021426号,生态环境部明确落实《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》(GB 17691—2018)相关要求:自202171日起,全国范围全面实施重型柴油车国六排放标准,禁止生产、销售不符合国六排放标准的重型柴油车。而交换铜离子的SSZ-13沸石分子筛是国六柴油车尾气脱销催化材料,在国内每年就有1万吨量的市场需求。当前,SSZ-13沸石分子筛在工业生产过程中需要使用价格昂贵的金刚烷铵为有机模板剂进行合成,使得其合成不仅成本高昂,而且产生大量的三废。如何开发新型低成本的路线来制备性能优异的Cu-SSZ-13沸石分子筛并且同时打破国外技术垄断的壁垒具有巨大挑战性。肖丰收团队在深入理解了模板剂作用机制的基础上,以铜胺络合物为模板剂采用一锅法就成功合成了Cu-SSZ-13沸石分子筛,并且在NH3-SCR反应中水热老化前后的产品都表现出不低于常规Cu-SSZ-13沸石分子筛的性能,目前该产品已经完成工业放大,实现了近10吨级的生产。目前,围绕该技术申请了中国发明专利4项,其中已授权两项。合成的工业产品已经供货给东风、威孚、中自、艾可蓝等相关国内企业,取得了良好的市场反馈,进一步地市场推广也正在进行中。





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