名师讲座
报告题目：选择性甲烷氧化偶联催化体系的构建与机理研究
报告时间：2023-05-29 16:00
报告人： 范杰 教授,浙江大学
报告地点：翔安校区能源材料大楼3号楼报告厅
（转播：思明校区化学报告厅，漳州校区生化主楼307教室）
报告摘要：
甲烷氧化偶联（OCM）制乙烷和乙烯是甲烷直接利用的关键技术之一，是石化工业中实现天然气取代石油为原料新化工路线的技术基础。传统OCM催化反应体系一般遵循“多相-均相”反应机理，催化剂仅在产生甲基自由基时发挥作用，因此C2收率存在一个理论上限（~28%），无法满足工业化要求。针对这一难题，我们提出了“甲基自由基可控表面偶联”的设想；通过设计双功能催化剂，让OCM反应的两个关键步骤（甲烷活化和žCH3偶联）分别在两种不同的催化剂上发生，从而实现了对žCH3生成和转化的调控，证实了žCH3可控表面偶联的可行性。通过对第一代偶联催化剂——5NaWSi的组成和结构进行分析，我们发现Na2WO4纳米团簇可能是甲基自由基偶联的活性位点，该位点不仅具有很强的甲基自由基吸附能力为甲基自由基表面偶联提供机会，同时不会深度氧化C2物种，有效地提高了C2选择性。以此为基础，我们通过进一步调控Na2WO4团簇的结构，开发了第二代偶联催化剂。该催化剂具有非常优异的žCH3偶联能力，能提升绝大多数传统OCM催化剂的C2选择性和收率。通过优化反应条件，C2收率可突破目前所报道的极限和OCM工业化的基本要求（30%），达到了46.2%。
报告人简介：
范杰，浙江大学化学系教授，1999年在华东理工大学化工学院获得学士学位，2004年在复旦大学化学系获博士学位，2004年赴加州大学圣巴巴拉分校从事博士后研究工作，师从国际著名材料学家Galen Stucky教授，2007年获聘浙江大学特聘研究员。入选2010年教育部新世纪优秀人才计划，荣获2011年度“中国化学会青年化学奖”，2012年获得国家高层次青年人才项目资助。范杰教授课题组长期围绕着基于表面限域的多相催化开展研究工作，发展了利用催化剂表面限域作用来精确调控高活性中间体（如自由基、凝血因子）的策略，在Nat. Catal., Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc.等国际权威期刊发表论文100余篇，总引用次数10000余次，获得多项国内外发明专利授权，开发的产品获得了2项美国FDA 510k医疗器械认证和4项中国II类创新医疗器械注册证。
