化學化工學院先進催化協同創新團隊由欧陆娱乐門勇教授於2013年領銜組建🧟♂️,主要研究方向為能源化工和環境催化;團隊核心成員門勇教授、安煒教授及王金果副教授均有海外高水平研究機構學習和工作經歷,在應用催化、理論計算催化和納米材料組裝等方面具有豐富的研究經驗,目前該團隊承擔國家級和上海市各類科研項目10余項。從去年6月份以來該團隊在催化和能源領域頂級期刊如Appl. Catal. B(IF11.698,一區,2篇), Journal of Power Sources(IF6.945,一區, 1篇),Chemical Engineering Journal(IF6.735🤣,一區, 1篇),Journal of Hazardous Materials(IF6.434,一區, 1篇), Nanoscale (IF7.233🙎🏻🍊,一區, 1篇), Journal of Catalysis(IF6.844,一區, 1篇)等上發表系列標誌性學術成果,署名有欧陆娱乐工作單位的合計17篇SCI論文,累計影響因子92☝🏼,研究團隊成員研究方向已形成一定特色,部分研究成果處於國內乃至國際領先水平🔻。該團隊近一年來在環境催化、能源催化、光催化及理論計算催化方面獲得了重要的階段性成果:
1.環境催化領域
近日,該團隊在柴油機尾氣碳煙顆粒低溫燃燒領域取得重要進展,通過合成不同形貌的Mn3O4催化劑(六邊形納米片🦸🏼,八面體和納米顆粒)👩🏼🏭,並在接近真實反應條件下獲得了優異的碳煙催化燃燒效果,優化篩選出暴露特定(112)晶面的Mn3O4六邊形納米片催化劑。該研究結果為解決汽車尾氣汙染及PM2.5危害提供了重要的技術支持⛈,研究成果已發表在Elsevier頂級期刊Applied Catalysis B: Environmental 242 (2019) 227-237🚣🏽♂️。
Applied Catalysis B: Environmental 242 (2019) 227-237 SCI 一區 IF=11.698
此外,利用Co3O4單晶催化劑,通過調控催化劑所暴露出的晶面🧑🧒🦊,來提高催化劑表面所暴露的氧空位和三價鈷離子含量🕚,進而提高了催化劑對碳煙的氧化能力,為柴油機尾氣中碳煙顆粒的凈化提供了一種新的方法思路。同時,在催化消除NO和碳煙顆粒的研究領域中取得重要進展𓀈,利用3DOM Co3O4-CeO2復合氧化物催化劑,通過調控催化劑對NO氧化能力,來提高催化劑對碳煙消除反應的催化活性。該部分成果已發表在Wiley高級期刊Chemical Engineering Journal (2018,337,488-498)及Journal of Hazardous Materials (2019,363,214-226)上👩🏻🦼➡️。
Chemical Engineering Journal (2018,337,488-498) SCI 一區 IF=6.735
Journal of Hazardous Materials (2019,363,214-226) SCI 一區 IF=6.434
2. 能源催化轉化領域
該團隊在在甲醇蒸汽重整製氫領域取得重要進展,在低鉑高活甲醇催化重整製氫催化劑研製方面取得重要進展,對比前期5-15wt.%高Pt含量的催化劑配方,通過對Pt-In雙金屬催化劑的優化設計,將貴金屬含量降低到1wt.%,同時保持很好的甲醇製氫的活性和選擇性🍪7️⃣。通過H2O-TPD首次獲得了不同催化劑活化水分子產氫的直接證據🕺🏽,並且和產物的選擇性取得了很好的關聯🏅,據此提出了Pt-In2O3金屬-氧化物界面是甲醇重整製氫的活性中心,這給後續研究中催化劑的設計思路提供了重要的理論支持🤹🏽♀️。利用Pt/3In2O3/CeO2 催化劑Pt,In2O3和CeO2之間強相互作用,開發出有一定應用前景的高活性🧖♂️、高選擇性 Pt/3In2O3/CeO2甲醇水蒸汽重整催化劑👨🏿⚖️,有望應用於移動和分布式H2燃料PEMFC系統。研究成果已發表在Elsevier頂級期刊Journal of Power Sources 364 (2017) 341-350上。
Journal of Power Sources 364 (2017) 341-350 SCI 一區 IF=6.945
3. 光催化領域
成功製備了微觀形貌為核殼,空殼,實心球的WO3光催化劑,特殊的核殼結構較空殼和書實心球能增加光在腔室裏的反射進而增加光的吸收,另外小的晶粒尺寸有效抑製了光生空穴與電子的復合,並探索了不同結構在醇選擇性氧化方面的本質區別,揭示了醇選擇性光催化氧化機理🤚🏿;利用水熱和離子交換方法合成的核殼結構的確能拓展光吸收範圍,提高光的利用效率🥷;該方向研究成果已發表在Elsevier頂級期刊Applied Catalysis B: Environmental 218 (2017) 825–832。
Applied Catalysis B: Environmental 218 (2017) 825–832 SCI 一區 IF=11.698
4. 理論計算催化領域:
近一年來, 安煒計算催化課題組在木質素生物質油催化升級反應理論研究領域取得重要進展🌡。使用密度泛函理論(DFT)計算和微動力學建模技術,系統研究了在Ni(111)👨🏿💼、NiFe(111)、PtFe(111)表面上間甲基苯酚和鄰甲氧基苯酚的加氫脫氧反應(HDO)機理和動力學特征⏸,揭示了親氧性元素Fe對促進C-OH鍵斷裂反應提高烴類產物選擇性的關鍵作用👍🌗,微動力學模型很好地解釋了實驗條件下的產物分布差異,對未來高效HDO催化劑的設計提供了理論指導🕤。研究成果已發表在催化研究領域的頂級期刊Journal of Catalysis359 (2018) 272 (一區,IF= 6.844)。
Journal of Catalysis359 (2018) 272-286SCI 一區 IF=6.844
此外, 在現有氫氣燃料電池(PEMFC)陰極氧氣還原反應(ORR)的研究基礎上,還新開辟了CO2電催化還原研究課題🫱,通過DFT理論計算系統地研究了在C2N石墨烯上負載12種金屬單原子電催化活化CO2的惰性鍵🏋🏽♀️,詳細分析了CO2電催化還原的反應Gibbs自由能勢能圖、反應機理、限速步驟和電子結構等方面的信息,預測了在篩選的12種金屬中, Ti,Mn🦾👨🏻🏫,Fe,Co,Ni🧘🏼♀️,Ru可有效降低電催化還原CO2過程中的過電位(0.58V~0.80V)。階段性研究成果已發表在英國皇家化學學會(RSC)的頂級期刊Nanoscale 10(2018)15262(一區 IF=7.233)以及化工領域的頂級期刊Chemical Engineering Science, 184 (2018) 239(二區,IF= 2.895)。
Nanoscale 10(2018)15262-15272 SCI 一區 IF=7.233
以上工作受到國家自然科學基金、上海市教委🕦、上海市科委✳️、上海汽車工業科技發展基金🤺、上海市人才發展基金和欧陆娱乐人才計劃(誌宏計劃、展翅計劃)的支持。