核磁共振与分子科学交叉研究院在《Chemical Society Reviews》发表综述性文章

2025-11-08  点击:[]

核磁共振与分子科学交叉研究院的刘国亮教授携手武汉大学的Abhishek Dutta Chowdhury教授,在权威期刊《Chemical Society Reviews》上成功发表了一篇题为“Selectivity control by zeolites during methanol-mediated CO₂ hydrogenation processes”的文章,该期刊选用了本文章内容作为封面。探讨甲醇介导CO₂加氢中分子筛选择性控制机制,共同一作为该校博士后刘唐康与硕士刘芷瑶。作为交叉研究院成立以来在化学科学类权威期刊上首次发表的综述文章,这一重要成果充分体现了研究院致力于探索前沿科学议题、推动学科交叉融合与交流合作的核心理念。这不仅标志着研究院在学术领域取得的显著成就,也展示了武汉科技大学在跨学科研究方面的坚定决心和强大实力,进一步提升了学校的学术声誉。

DOI: 10.1039/d4cs01042f rsc.li/chem-soc-rev


文章介绍

论文以分子筛择形催化为切入点,深入且全面地阐述了近年来分子筛材料在CO₂加氢领域所取得的最新进展与发展趋势。利用热催化技术,将CO₂与绿色H₂转化为具有高附加值的能源小分子和基础化学品(如醇类、烯烃和芳烃),被视为未来缓解全球气候变暖、实现双碳目标的最具潜力的策略之一。然而,由于CO₂加氢反应网络复杂,要在分子筛内部精准调控多个活性位点上的C-O键活化和C-C键耦联过程,仍极具挑战性。因此,开发出兼具高活性与高选择性的催化剂,依然面临诸多困难。

当前,国内外科学家已经对结合氧化还原型金属位点与分子筛酸性位点的双功能性进行了探索。然而,这些研究尚未形成系统性的考量,因此未能建立起明确的结构-性能关系。为了填补这一领域的空白,本文全面且批判性地总结了目前关于分子筛限域金属型催化剂在醇类合成中的应用,以及通过甲醇介导路径在CO₂加氢过程中用于C2+烃类产物合成的分子筛串联催化体系的最新研究进展。特别是,本文着重评估了“氧化还原-酸”双功能催化体系中的限域效应和邻近效应对催化性能的影响,尤其是其对产品分布的调控作用,并从机理层面进行了深入分析和探讨。

最后,这篇文章不仅详细探讨了催化过程中各种催化剂组分之间的协同作用,还为促进新型或改进型催化剂系统的合理设计提供了宝贵的见解和启示。考虑到分子筛在二氧化碳加氢转化过程中所面临的挑战和潜在机会,这篇综述为推动构建可持续和高效的CO₂资源利用做出了贡献,从而促进了环境友好型化学工艺的发展。



人物介绍


刘国亮

教授,博士生导师

武汉科技大学核磁共振与分子科学交叉研究院

化学与化工学院

研究领域:多相催化、二氧化碳转化



刘国亮教授一直聚焦于固体表界面的精准调控与可持续能源催化领域(CO2加氢、生物质转化等),相关研究成果发表在Nat. Chem.ChemACS Catal.J. Catal.等权威学术期刊,并受邀在Chem. Soc. Rev.撰写综述,单篇最高引用779次。入选英国皇家化学会-JMCA期刊新锐科学家Emerging Investigators)称号和湖北省楚天学者计划。主持3项国家自然科学基金面上/青年项目,湖北省杰青以及2项科技部重点研发计划子课题,近期,获批湖北省自然科学基金计划(青年A类项目),同时承担了中石化上海石油化工研究院委托的横向课题,总经费超350万元。担任物理化学学报青年编辑以及AngewNat. Common等顶尖期刊审稿人。


具体研究方向如下:

1)二氧化碳催化转化制高附加值化学品;

2)固体废弃物(生物质、塑料)降解升级制低碳化学品;

3)分子筛催化剂的合成与反应体系开发;

4)发展原位红外、拉曼等谱学表征技术用于探究催化反应机制。



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