沸石材料的绿色合成路线设计、工业可持续生产与环境和能源催化

讲座人：肖丰收

时 间：12月10日（下周一）下午15:00

地 点：勤园22号楼402会议室

当前工业广泛使用的沸石分子筛催化材料一般都是通过水热路线来制备的，有时还使用了大量的有机模板剂，有时又使用大量的氟离子。沸石分子筛的水热合成导致了大量废水的排放，昂贵的有机模板剂的使用一方面提高沸石分子筛的成本另一方面还形成了大量的污染废水并且焙烧有机模板又形成了大量废气，而氟离子的使用造成了不可降解的废物产生，造成了工业生产困难。我们在研究了沸石分子筛晶化过程后认识到，水的主要角色是“催化作用”而有机模板剂的主要作用是导向沸石晶核的形成。因此，我们提出了沸石合成过程中不添加水溶剂，仅仅通过原料中所具备的结晶水就可以实现无溶剂合成沸石分子筛催化材料；通过在合成沸石的起始体系中加入沸石晶种而不加入有机模板剂就可以实现无有机模板合成沸石分子筛；通过不加入水的环境来替代加入氟离子合成纯硅沸石材料。幸运的是，所提出的这些合成策略很快在不同的合成体系中实现，并且三种产品实现了工业化生产：在不加入氟离子的情况下实现了纯硅Beta沸石合成；采用低成本的铜胺配合物替代昂贵的有机模板合成Cu-SSZ-13；无有机模板合成的硅铝ZSM-22沸石分子筛。

将上述工业合成的沸石分子筛材料在引入不同的催化活性组分后，成功地制备出高活性的催化材料。例如，将Beta沸石担载Pt纳米颗粒后，制备出室温下可实现甲醛催化转化为二氧化碳的新型室内空气清新催化材料；所合成的低成本的Cu-SSZ-13在SCR-NH₃反应中显示出优异性能；无有机模板合成的ZSM-22担载Pt催化剂在加氢异构反应中显示出优异性能；沸石分子筛晶体包裹的传统金属催化材料显示出不同寻常的高活性和稳定性。

讲座人简历：肖丰收，男，生于1963年1月，浙江大学求是特聘教授，国家杰出青年基金获得者。他于1983和1986年在吉林大学化学系分别获得学士和硕士学位。1986-1990年间，作为中日联合培养博士生，分别在吉林大学、大连化学物理研究所、日本北海道大学学习，并于1990获吉林大学博士学位；1993-1994年间在美国加州大学戴维斯分校进行博士后研究。1993年任吉林大学化学系副教授，1996-2009年为吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室的教授，2009年11月至今为浙江大学求是特聘教授。他1992年获中国化学会青年化学奖，1995年获国家教委霍英东优秀青年教师化学奖，1997年入选国家教育部跨世纪人才计划，1998年获得国家基金会的国家杰出青年基金，1999年获得中国科协、中央组织部、团中央等部门颁发的中国青年科技奖，2000年获得劳动人事部颁发的有突出贡献的中青年专家，2008年获Thomson Scientific卓越研究奖。当前，他兼任亚洲催化联合会秘书长，美国化学会Industry & Engineering Chemistry Research副主编，主要从事沸石分子筛和纳米孔材料的合成、表征与催化性能研究。在该领域，发表论文SCI收录论文400余篇，他引15000余次，当前H因子60，获授权专利40余项，在国际会议上做Plenary和Keynote报告30余次。