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代表性成果介紹

成果一 設計高效多孔材料用于二氧化碳催化轉化（二氧化碳化學）

1. 光催化二氧化碳轉化

2. 熱催化二氧化碳轉化

成果二  氫能源化學

1. 光催化產氫

2. 常溫常壓合成氨

氨氣是一種良好的儲氫載體，單位儲氫密度高達17wt%，而且利用成熟的液氨運輸途徑可以解決輸氫的難題，通過氨氣產氫也不會產生碳排放的問題。工業化的Haber-Bosch合成氨工藝需要400~500℃和15~25MPa的反應條件，由此產生的CO?排放量占全球碳排放的1~2%。如果使用尾氣中氮氧化物（NOx）合成氨氣，可以避免活化N≡N所需的高能耗，同時可以減少固定源NOx的排放量?；趫F隊在加氫催化劑方面的研究基礎（Chem. Eur. J. 2023, 29, e202203108；Cell Reports Physical Science, 2022, 3, 100705），提出了一條常溫常壓條件下合成NH?的路線，包括如下三步：（1）堿液吸收NOx轉化為亞硝酸鹽；（2）亞硝酸鹽加氫轉化為氨；（3）氨脫除和回收氨氣，其中開發新的亞硝酸鹽加氫催化劑是研究的重點。研究從理論計算亞硝酸鹽加氫轉化為N?和NH?的反應路線開始，考察了不同反應路線的速控步驟和活性中間物種，發現Pd2+/Pd0雙活性位點是合成NH?的關鍵，通過調控Pd2+/Pd0比例可以實現兩種位點在加氫反應中的協同效應，實現NH?的高效合成，減少副產物N2的選擇性。研究選用富含N原子的共價三嗪骨架材料（CTF）為載體，利用豐富的三嗪環N結構錨定Pd2+物種，通過調控Pd的負載量控制Pd納米顆粒尺寸在3.3 nm左右，在常溫常壓條件下實現了亞硝酸鹽完全加氫轉化為銨根離子，NOx加氫轉化為氨氣的單程收率可達70%。值得一提的是，吸收NOx的堿液可以重復使用，整個反應過程無污染排放，反應條件溫和，表現出低能耗、高環保性的特點，具有很高的放大應用潛力。（Appl. Catal. B: Environ., 2023, 329, 122548）

鄧偉僑，山東大學教授、博士生導師，國家杰出青年基金獲得者（2015年）。在Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie International Edition 等期刊上發表論文200余篇，他引10000余次，H-index 62。2015年獲得遼寧省自然科學一等獎，2022年入選國際先進材料協會會士和中國化學會理論化學專業委員會委員，2023年獲得國際先進材料協會科學家獎章。研究方向為材料模擬與設計，針對所需求性能材料，結合理論和實驗，以發展性能預測的理論方法為核心，用計算機模擬篩選設計材料，并高效合成所設計的材料。