研究内容
本研究团队以实现“即插即用”型合成燃料与化学品的绿色合成为核心目标，致力于将分布广泛的可再生碳资源高效转化为能够直接对接现有工业体系的低碳产品，为行业脱碳提供现实可行的技术路径。
实验室长期深耕多相催化机理研究，在绿色合成、沸石催化、双功能催化及C1化学等领域积累了深厚基础。我们以机理为导向，融合绿色沸石合成与C1分子催化转化等研究方向，并积极发展先进原位表征手段，深入揭示反应机制，精准识别决定催化选择性与稳定性的关键中间体，从而实现对高效、稳定催化材料的理性设计我们的工作旨在搭建可再生碳资源与规模化化学制造之间的桥梁，为构建可持续的碳经济体系奠定科学基础。
我们诚邀积极进取的学生与研究人员，以及来自学术界和工业界的合作伙伴加入我们，共同以扎实的机理研究和创新的材料工程推动催化科学前沿，为更清洁的能源、更可持续的化学品生产以及沸石催化技术的发展贡献力量！
1、研究方向一：分子筛催化甲醇制烃类研究
本研究方向致力于从本质上实现沸石分子筛在甲醇制烃类反应中催化性能的精准调控。通过发展分级孔道构筑、双功能金属改性等前沿合成策略，旨在协同优化反应物的扩散路径与活性位点的酸性特性。研究的核心在于深入探究孔道的限域效应、金属与酸中心的协同机制以及初始C-C键的形成奥秘。力求在分子水平上揭示反应网络，特别是“烃池”物种的动态行为与演化规律，从而为创制具有高选择性、高稳定性且扩散效率优异的下一代沸石催化材料奠定坚实的科学基础，最终实现向低碳烯烃和芳烃等高值化学品的定向合成。
2、研究方向二：CO₂/CO高效转化制烃类的催化剂与过程设计
本研究方向以机理研究为核心驱动力，致力于在催化材料与反应过程多个层次上，实现合成气（CO/CO₂）向目标烃类产物（如低碳烯烃、芳烃）的定向转化。通过设计与构建多功能催化体系（如MOF衍生复合材料、耦合催化系统），旨在精准调控反应路径。研究重点聚焦于揭示关键科学问题，包括双功能位点的协同机制、活性中间体的跨界面动态传递行为、以及分子筛孔道内的择形转化规律。通过结合先进原位表征技术，力求在分子/原子尺度上完整描绘从合成气到最终产物的反应网络图谱，从而为高效催化剂的理性设计与过程优化提供坚实的理论基础。
3、研究方向三：面向高值化的塑料与生物质油催化转化
本研究方向致力于通过多路径催化技术创新，实现塑料与生物质衍生油的高值化转化。如设计酸性可控沸石催化剂，实现定向裂解制备低碳烯烃或汽油组分；开发金属-酸双功能催化剂进行加氢升级，直接生产清洁燃料；通过改性沸石诱导芳构化或构建串联催化体系，高产率制备高附加值芳烃及单一化学品。所有研究均以机理为导向，依托原位表征技术揭示反应本质，为催化剂理性设计与过程优化提供科学基础。
课题组成员
Abhishek Dutta Chowdhury， 张鑫， 郝盼盼，Mudadla Umamaheswara Rao，Tapan Dey
代表性论文
[1] T. Liu#, Z. Liu#, S. Jiang, P. Peng, Z. Liu, A. D. Chowdhury*, G. Liu*, Selectivity control by zeolite during the methanol-mediated CO2 hydrogenation processes. Chem. Soc. Rev. 2025, 54, 2726.
[2] X. Gong#, S. Jiang#, A. Dikhtiarenko, S. A. F. Nastase, E. A. Hamad, Y. Ye, H. Zhou, X. You, R. Khairova, J. Patarroyo, L. Cavallo, J. Gascon*, A. D. Chowdhury*, “The Paradoxical Influence of Hydrothermally Treated Zeolites on the Hydrocarbon Pool Mechanism.” Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 64, e202414724.
[3] X. Zhang, X. Gong, E. Abou-Hamad, H. Zhou, X. You, J. Gascon*, A. Dutta Chowdhury*, Selectivity Descriptors of Methanol-to-Aromatics Process over 3-Dimensional Zeolites. Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202411197.
[4] H. Zhou, X. Gong, E. Abou-Hamad, Y. Ye, X. Zhang, P. Ma, J. Gascon*, A. D. Chowdhury*, Tracking the Impact of Koch-Carbonylated Organics During the Zeolite ZSM-5 Catalyzed Methanol-to-Hydrocarbons Process. Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202318250.
[5] X. Zhang, A. D. Chowdhury*, A catalyst for low-temperature CO2 activation. Nat. Mater. 2023, 22, 669–670.
[6] Y. Ye, E. Abou-Hamad, X. Gong, T. B. Shoinkhorova, A. Dokania, J. Gascon*, A. D. Chowdhury*, Mapping the Methanol-to-Gasoline Process Over Zeolite Beta. Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202303124.
[7] X. Gong, M. Çağlayan, Y. Ye, K. Liu, J. Gascon*, A. D. Chowdhury*, First-Generation Organic Reaction Intermediates in Zeolite Chemistry and Catalysis, Chem. Rev. 2022, 122 (18), 14275-14345.
[8] X. Gong, A. Ramirez, E. Abou-Hamad, T. B. Shoinkhorova, M. Çağlayan, Yiru Ye, W. Wang, N. Wehbe, R. Khairova, A. D. Chowdhury*, J. Gascon*, Illustrating the overall reaction network of the synthesis-gas-to-hydrocarbons process over iron-zeolite bifunctional catalysis, Chem Catal. 2022, 2 (9), 2328-2345.
[9] A. Ramirez, X. Gong, M. Caglayan, S. Nastase, E. Abou-Hamad, L. Gevers, L. Cavallo, A. D. Chowdhury*, J. Gascon*, Selectivity descriptors for the direct hydrogenation of CO2 to hydrocarbons during zeolite-mediated bifunctional catalysis. Nat. Commun. 2021, 12, 5914.
[10] I. Yarulina, A. D. Chowdhury*, F. Meirer, B. Weckhuysen, J. Gascon*, Recent trends and fundamental insights in the methanol-to-hydrocarbons process. Nat Catal. 1, 398–411 (2018).
[11] A. D. Chowdhury, K. Houben, G. Whiting, S. Chung, M. Baldus, B. Wechhuysen*, Electrophilic aromatic substitution over zeolites generates Wheland-type reaction intermediates. Nat. Catal. 1, 23–31 (2018).
