清華新聞網(wǎng)8月16日電 8月16日上午，2024未來科學大獎獲獎人名單揭曉，中國科學院院士、大連化學物理研究所張濤研究員，中國科學院院士、清華大學化學系李亞棟教授共同獲得“物質(zhì)科學獎”，以表彰他們對“單原子催化”的發(fā)展和應(yīng)用所作出的開創(chuàng)性貢獻。
李亞棟
化學工業(yè)對現(xiàn)代社會的各方面具有重要的影響，而催化是當今化工產(chǎn)業(yè)的核心科技。開發(fā)高效催化劑和相應(yīng)可行的合成方法是化學及化工學科最重要的研究目標之一。固相金屬催化劑，通常是納米顆粒催化劑，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。為了開發(fā)金屬原子利用率最優(yōu)且催化位點及模式均一的異相金屬催化劑，自上世紀60年代起，探索將金屬分散于載體表面以單個金屬原子為異相催化中心的催化劑開發(fā)就時有文獻報道，但是該領(lǐng)域一直未得到發(fā)展。究其原因，缺乏簡易可行、廣泛適用的單原子異相催化劑制備以及科學表征方法是制約該領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵因素。
張濤、李雋和劉景月于2011年報道了鉑（Pt）以孤立金屬單原子狀態(tài)鑲嵌于氧化鐵（FeOx）中的異相催化劑。該研究建立了以單原子鉑為活性催化位點的簡單易行的固相催化劑的合成與鑒定，并展示了該催化劑具有優(yōu)越的催化活性和選擇性。張濤和合作者將此類催化劑所促成的催化功能命名為“單原子催化（Single-Atom Catalysis, SAC）”。他們繼而展示了“單原子催化”可延伸至多種金屬、載體和催化反應(yīng)。這項里程碑式的原創(chuàng)性研究觸發(fā)了“單原子催化”的爆發(fā)式發(fā)展，使其迅速成長為活躍的新興催化研究領(lǐng)域。
李亞棟和合作者們系統(tǒng)性地開發(fā)了可設(shè)計、可控且具有普適性的單原子催化劑的合成方法。這些方法可提供形貌和絡(luò)合環(huán)境確定的單原子催化劑。這些方法促成了具有高載量中心金屬和均一微觀結(jié)構(gòu)的單原子催化劑的大規(guī)模合成，為此類催化劑應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。其被廣泛用于具有各種功能的催化劑合成，從而推動了單原子催化在化工、材料、能源和環(huán)境等領(lǐng)域的發(fā)展，使其具有更為廣泛的影響力。
張濤和李亞棟的開創(chuàng)性工作為認知異相金屬催化劑的活性位點開啟了一道門，也為在原子精度上調(diào)控固相催化劑提供了有效途徑。他們所引領(lǐng)的單原子催化研究已成為異相催化最前沿領(lǐng)域。他們的研究成果已促使氯乙烯、乙酸、丙醇等大宗化學品綠色環(huán)保又高效節(jié)能的工業(yè)化生產(chǎn)，從而顯示了單原子催化助力人類社會可持續(xù)發(fā)展的潛力。
未來科學大獎設(shè)立于2016年，由科學家和企業(yè)家群體共同發(fā)起，目前設(shè)有“生命科學獎”“物質(zhì)科學獎”和“數(shù)學與計算機科學獎”三大獎項。
未來科學大獎關(guān)注原創(chuàng)性的基礎(chǔ)科學研究，獎勵在中國內(nèi)地（大陸）、香港、澳門、臺灣作出杰出科學成果的科學家（不限國籍）。2016年至今，未來科學大獎共評選出39位獲獎?wù)摺?/span>
供稿：化學系
編輯：李華山
審核：郭玲
