为催化科学烙上“中国印” “单原子催化”获国家自然科学奖一等奖

  中新网北京7月8日电 (记者 孙自法)成功制备出国际首例实用载体负载的单原子催化剂、在国际上率先提出“单原子催化”新概念……这项由中国科学家原创完成、在催化科学百余年发展历程中烙上“中国印”的重要科研成果,7月8日在北京摘得国家自然科学奖一等奖。

  中国首创

  “单原子催化”获奖成果由中国科学院大连化学物理研究所(大连化物所)张涛院士、清华大学李隽院士和大连化物所王爱琴、乔波涛、杨小峰研究员等共同完成。

张涛院士、杨小峰研究员、李隽院士(从左至右)讨论交流。中国科学院大连化物所 供图

  他们介绍,催化堪称现代化学工业的“心脏”,在能源转化、材料合成、环境保护乃至生命健康等领域,都发挥着不可替代的重要作用,与人们衣食住行的日常生活也密切相关。其中,工业催化通过其工艺和产品,贡献了约20%的国内生产总值。

  催化的本质是反应物在“活性位”作用下加速向产物转化的过程,因此,如何最大化“活性位”数量并实现原子尺度的精准构筑,是催化科学长期追求的目标和艰巨挑战。

  自20世纪80年代起,张涛率团队致力于高分散金属催化的基础与应用研究,力求在原子水平上准确理解催化过程,并实现催化剂的理性设计与调控。

  经过20余年的潜心钻研与攻关,研究团队于2009年成功制备出国际首例实用载体负载的单原子催化剂。在此基础上,张涛、李隽联合美国亚利桑那州立大学刘景月教授等,以构筑原子精准“活性位”、最大化金属原子利用率为目标,于2011年在国际上率先提出“单原子催化”(Single-Atom Catalysis,SAC)新概念。

  作为中国科学家在国际上首次提出并系统发展的原创科学概念,“单原子催化”也是催化科学百余年发展历程中,少数由中国科学家提出并获得国际广泛认可的重要概念之一。

  张涛指出,“单原子催化”将多相催化领域对“活性位”的认识从传统的微米、纳米尺度推进到更加微观和精准的原子尺度,为原子精准催化奠定基础。这不仅开辟催化学科研究的新方向,更对实现金属原子利用率的最大化、开发新一代高效低成本催化剂,具有非常重要的应用价值。

  三大创新

  产生广泛和重大国际影响的“单原子催化”成果,其主要科学发现包括提出“单原子催化”新概念、拓展“单原子催化”新反应、揭示动态“单原子催化”新机制等三大创新。

张涛院士。中国科学院大连化物所 供图

  首次提出“单原子催化”新概念,开辟了新的研究领域。研究团队在长期研究负载型金属催化剂的基础上,成功创制国际首例负载型实用单原子催化剂,获得比纳米催化剂更高的活性和选择性;从原子水平阐明单原子在载体上的结构特征,揭示出单原子和载体协同催化的新机理。

  “单原子催化”概念的提出引发了国际上百余个国家、数千个研究组跟进研究,得到广泛关注和认可,成为国际催化领域最活跃的研究前沿之一。

  拓展“单原子催化”新反应,阐明单原子催化特征与机理。在国际上率先开展单原子催化的硝基芳烃选择加氢、碳-氢(C-H)键选择氧化、烯烃氢甲酰化等重要反应,获得传统金属催化剂难以获得的高活性/高选择性,引领该方向的研究;提出单原子配位环境是单原子催化剂最具特征性的描述符,发展表征和调控单原子配位环境的新方法和策略,建立配位数、电子态和催化性能的有效关联,阐明“单原子催化”特征与机理。

  揭示动态“单原子催化”等新机制,发展单原子催化剂稳定性理论,为预测单原子催化剂的稳定性和反应性及构效关系奠定了基础;提出单团簇催化和动态“单原子催化”新概念和新机制,拓展了“单原子催化”的内涵和外延。

  广泛影响

  在“单原子催化”的持续引领下,中国科学家已实现其从基础研究走向工业应用的实践探索,“单原子催化”现已对催化和化学化工、材料、生物、能源环境等领域产生广泛影响。

  “单原子催化”概念提出后,全球百余个国家、数千个课题组纷纷跟进,研究内容也从最初的热催化迅速拓展至光催化与电催化,涵盖环境催化、能源转化、精细化学品合成、拟酶催化和碳资源高效利用等多个方向。目前,单原子催化剂已在氯乙烯生产、烯烃多相氢甲酰化、制药、精细化工等方面实现工业应用。

  李隽认为,研究团队通过理论研究,不仅解答了单原子催化剂为什么可以稳定、为什么可以催化,还明确了它如何来调控化学反应。这改变了以往如同“黑匣子炒菜”般对催化反应的理解模式。后续结合人工智能(AI),还将实现“单原子催化”的精准设计、精准催化和精准预测。

  张涛补充称,相信随着单原子催化与人工智能结合,将塑造原子精准催化研究新范式,使高效催化剂的理性设计成为可能,推动全球新能源和绿色化工的发展。

“单原子催化”研究团队主要成员合影。中国科学院大连化物所 供图

  展望未来,研究团队为“单原子催化”后续研发定下“上货架”“上书架”两大清晰目标。前者是变成商品,实现重大工业应用;后者是将现有概念提升形成系统的理论体系,希望“把中国原创概念写进世界教科书”。

  “过去,我和我的合作伙伴有幸站在前人肩膀上提出了‘单原子催化’的新概念。未来,我希望有更多的年轻科学家能站在我们的肩膀上,推动催化科学和化学的进一步发展。”张涛说。(完)

【编辑:陈海峰】
直接打开
<kbd date-time="ohHuy"></kbd><del id="ex937iD"></del>
分享成功
热门导读
<b lang="dn3qL"></b>
  • 世界杯亚盘看哪家公司(亚盘和欧盘盘口基础知识(正确认识))
  • 将良法立到群众心坎上(连线地方人大)
  • 视频--江苏频道--人民网
查看更多

《91直播app下载安装》

发布时间:2026-07-08 20:15:02 5G多人运动罗志祥入口 来自湖南

江南区视窗--广西频道--人民网包括底层的芯片、深度学习框架、大模型以及最上层的应用(如搜索等)。A股市场重新强劲上行芯片板块掀涨停潮在经历连续几个交易日窄幅震荡后,今天A股市场强势上行。他分析道,前面6只新股上市后均有非常不错的市场表现,其中1月18日欧福蛋业上市,当日收涨%,近期最高涨%;1月19日天宏锂电上市,当日收涨%,近期最高涨%;1月30日乐创技术上市,当日收涨%,近期最高涨%;2月6日保丽洁上市,当日收涨%,近期最高涨%。

本文来自网友发表,不代表本网站观点和立场,如存在侵权问题,请与本网站联系删除!
展开
打开APP,阅读全文
支持楼主

95人支持

阅读原文 阅读 8054786
举报
热点推荐
  • 什么是石笋?石笋是如何形成的?

    2026-07-08 20:15:02

  • 韩国加速太空力量建设

    2026-07-08 20:15:02

  • 美智库文章:2023年需关注的五大重点议题

    2026-07-08 20:15:02

  • 驻美国使馆徐学渊临时代办就美方武力袭击中国无人飞艇向美方提出严正交涉

    2026-07-08 20:15:02

  • 外媒:沙特在世界足坛影响力渐增

    2026-07-08 20:15:02

  • 【环球时快讯】北京朝阳警方通报“男子扮女装进女浴室”:已将嫌疑男子抓获

    2026-07-08 20:15:02

安装应用

年轻、好看、聪明的人都在这里