研究内容
聚焦多孔材料吸附、分离与催化领域，以理论模拟为核心手段，融合实验合成与性能评价，致力于实现多孔材料理性设计。具体以分子筛等多孔催化材料为核心体系，系统开展从微观机理到宏观催化行为的跨尺度探索，重点关注吸附-扩散-反应全过程的耦合机制与动态行为。团队以多尺度理论模拟为核心手段，结合量子化学计算、分子动力学模拟、计算流体力学及机器学习等先进理论方法，建立多孔材料在真实反应环境中的动态结构和催化性能的构效关系，推动实现催化材料的理性设计与性能精准预测，支撑高效催化剂的可控开发。
1、研究方向一：分子筛限域扩散机制与应用
本方向聚焦于分子筛等多孔催化材料中的限域扩散行为研究，围绕“结构-扩散”构效关系这一核心科学问题，结合多尺度理论模拟与机器学习，致力于建立快速、精准的扩散性能预测方法，构建系统完善的高通量扩散数据库，深入揭示限域环境下扩散行为的作用机制，并进一步探索催化过程中扩散与反应之间的耦合机制。研究成果将应用于吸附分离和多相催化等领域。
分子筛限域扩散
2、研究方向二：分子筛限域催化机制及应用
本方向聚焦于分子筛等多孔材料限域环境下的催化反应机制研究，重点研究能源小分子在其中的转化机制。通过融合第一性原理计算、分子动力学模拟、动力学蒙特卡洛方法及微观动力学分析，并结合机器学习算法，系统揭示限域空间中的反应构效关系与动态过程。研究致力于在接近原位条件下实现跨尺度精准模拟，推动高效、稳定、低成本分子筛催化剂的理性设计，为绿色能源转化与碳中和技术提供关键理论支撑。
机器学习驱动的催化剂设计
3、研究方向三：多孔材料的设计合成及气体吸附与分离应用研究
本方向致力于设计合成功能化多孔材料（分子筛、MOFs、COFs），并系统探究其与客体分子的相互作用本质。通过精准调控材料孔道结构与表面化学环境，旨在揭示能源气体分子在限域空间内的吸附动力学与热力学分离机制，从而为能源气体的高效分离纯化提供理论依据与技术支撑。
4、研究方向四：燃料催化热转化技术工程放大中单元-系统仿真
本方向聚焦燃料催化热转化反应与传递过程以及工程放大问题。利用数值模拟，建立反应装置-颗粒群-多孔介质的跨尺度理论模型，剖析燃料催化裂解中反应与能-热-质传递的耦合机制；应用于拓展多物理场协同、装置内构件设计等过程强化方法。针对燃料催化热转化多联产系统，结合流程模拟与多维度评价，形成涵盖材料性能-装置效能-工艺集成优化的工程放大策略，推动燃料高值化转化技术应用。
课题组成员（老师）
教授：刘志强
副教授：齐记、李方舟、万明宇、邓黎丹、邬玉珊
博士后：谭靖译、 李安琪
课题组成员（学生）
博士生：王小宝、甘婉依、刘兰玲、鲍军华、袁泽镐、代新威
硕士生（研三）：林家杰、刘攀、雷鹏、额日登陶格斯、张常洲、
黄亚琳
硕士生（研二）：武怡凡、李倩雯、闫永琦、陈淑敏、张赟珑、
程满玉、张明艳
硕士生（研一）：王浩宇、万苏荣、黄文龙、陈星宇、王新宇、
张姝妹
本科生：袁明星、陈佳沐、周雨曦、喻浩华、杨晨宇、黄文龙、
蒋思锋、徐林、汪子钊、王萍、宋书欣、谢君威
本科生（大创）：王淼
招生方向
化学、化工、材料、物理、计算机等方向
代表性论文
1. Wang Xiaobao, Qi Ji*, Wan Mingyu, Li Fangzhou, Yuan Jiamin, Liu Zhiqiang*, Zheng Anmin*; Harnessing confinement effect and interpretable machine learning to predict alkane diffusion in zeolite catalysts. Nature Communications, 2026, 17: 5414.
2. Zhao Lei#, Yuan Jiamin#, Xing Youdong, Qi Ji, Peng Peng, Liu Zhiqiang*, Anmin Zheng; Confinement effects on molecular diffusion in zeolites: mechanisms and perspectives. Chemical Society Reviews, 2026, 55: 210-253.
3. Yan Tao#, Zhang Xiangjie#, Song Gengzhe#, Zhou Ziyu, Hou Huaming, Xie Qingqing, He Huizi, Tong Xin, Chang Hongying, Liu Zhiqiang*, Zheng Anmin,Cao Zhi*, He Peng*; Unmasking true confinement effects: ultrahigh linear selectivity and chain-length oscillatory behavior in zeolite-encapsulated rhodium hydroformylation. National Science Review, 2026, 13: nwag110.
4. Qi Ji#, Yuan Jiamin#, Liu Zhiqiang*, Zheng Anmin*; Confinement-driven anomalous behaviors for diffusion in zeolites:Mechanisms and beyond. Accounts of Chemical Research, 2026, 10.1021/acs.accounts.6c00154.
5. Yin Defu #, Yuan Jiamin #, Lin Dong #,*, Zhang Zhihua#, Fang Wei, Liu Zhiqiang*, Yang Chaohe, Duan Xuezhi, Zheng Anmin, Chen De, Zhou Xinggui, Wang Liang *, Feng Xiang *; Hydrophobic promoter-enhanced tandem catalysis for alkene epoxidation With H2 and O2. Angewandte International Edition Chemie, 2026, 10.1002/anie.2551607.
6. Liu Zhiqiang#,*; Lou Caiyi#; Yuan Jiamin; Tang Xiaomin; Fan Yuzhou; Qi Ji; Zhang Rui; Peng Peng; Liu Guoliang; Xu Shutao*; Zheng Anmin*; Molecular self-gating inside a zeolite catalyst, Journal of the American Chemical Society, 2025, 147: 6126-6136.
7. Liu Zhiqiang#,*; Kan Xun#; Gao Mingbin#; Ji Yi; Ye Fangxiu; Tan Jingyi; Liu Fengqing; Yuan Jiamin; Tang Xiaomin; Li Haohan; Gao Pan; Xue Jiaao; Cai Qun; Osti Naresh C.; Jalarvo Niina H.; Li Cheng; Zou Yongcun; Li Yi; Xu Shutao; Hou Guangjin*; Ye Mao*; Liu Fujian*; Zheng Anmin*; Asymmetric rotations slow down diffusion under confinement, Nature Communications, 2025, 16: 2018.
8. Wu Yuexin#, Liu Zhiqiang#, Wang Hai#, Shi Hui, Yuan Wentao, Wang Yong, Liu Yifeng, Lv Yating, Qin Xuedi, Zheng Anmin, Wang Liang*, Xiao Feng-Shou*; Hydroformylation over zeolite catalysts with solvophobic micropores, Journal of the American Chemical Society, 2025, 147: 11301-11308.
9. Yuan Jingjing; Yang Ming; Yang Bin; Chen Shuting; Liu Zhiqiang; Pang Qingqing*; Wan Mingyu*; Zheng Anmin*; Tu, Binbin*；Synthesis of pillar-layered metal-organic frameworks with variable backbones through sequence control, Nature Chemistry, 2024, 17: 421-428.
10. Wan Mingyu; Yang Zhengyang; Morgan Heba; Shi Jinquan; Shi Fan; Liu Mengxia; Wong Hsi-Wu; Gu, Zhiyong; Che, Fanglin; Enhanced CO2 reactive capture and conversion using aminothiolate ligand-metal interface, Journal of the American Chemical Society, 2023, 145: 26038-26051.
11. Yuan Jiamin#; Gao Mingbin#; Liu Zhiqiang*; Tang Xiaomin; Tian Yu; Ma Gang; Ye Mao*; Zheng Anmin*; Hyperloop-like diffusion of long-chain molecules under confinement, Nature
Communications, 2023, 14: 1735.
11. Xiong Hao#; Liu Zhiqiang#; Chen Xiao*; Wang Huiqiu; Qian Weizhong; Zhang Chenxi*; Zheng Anmin; Wei Fei*; In situ imaging of the sorption-induced subcell topological flexibility of a rigid zeolite framework, Science, 2022, 376: 491-496.
12. Fang Wei#; Wang Chengtao#; Liu Zhiqiang#; Wang Liang*; Liu Lu; Li Hangjie; Xu Shaodan; Zheng Anmin*; Qin Xuedi; Liu Lujie; Xiao Feng-Shou*; Physical mixing of a catalyst and a hydrophobic polymer promotes CO hydrogenation through dehydration, Science, 2022, 377: 406-410.
13. Wang Chengtao#, Fang Wei#, Liu Zhiqiang#, Wang Liang*, Liao Zuwei, Yang Yongrong, Li Hangjie,Liu Lu, Zhou Hang, Qin Xuedi, Xu Shaodan, Chu Xuefeng, Wang Yeqing, Zheng Anmin*, Xiao Feng-Shou*; Fischer–Tropsch synthesis to olefins boosted by MFI zeolite nanosheets. Nature nanotechnology, 2022, 17: 714-720.
14. Yuan Jiamin; Liu Zhiqiang*; Wu Yimo; Han Jingfeng; Tang Xiaomin; Li Chengbin; Chen Wei; Yi Xianfeng; Zhou Jian; Krishna Rajamani; Sastre German; Zheng*; Thermal resistance effect on anomalous diffusion of molecules under confinement, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021, 118: e2102097118.
15. Liu Zhiqiang; Yuan Jiamin; van Baten Jasper M.; Zhou Jian; Tang Xiaomin; Zhao Chao; Chen Wei; Yi Xianfeng; Krishna Rajamani; Sastre German; Zheng Anmin*; Synergistically enhance confined diffusion by continuum intersecting channels in zeolites, Science Advances, 2021, 7 :eabf0775.
