Nature Communications：氢溢流实现不可还原氧化铝负载单原子催化剂上的乙炔接力半加氢
氢溢流是氢原子由金属迁移至另一组分的过程，但在不可还原载体上实现这一过程仍具有挑战。我们在不可还原 Al₂O₃ 负载 Pd 单原子催化剂上观察到由磷—羟基（P—OH）桥位促进的氢溢流，并将其用于乙炔半加氢。
研究进展 · 科研项目 · 学术交流
新闻动态
Nature Communications：调控碳 sp²/sp³ 杂化实现 CO₂ 选择性还原制乙酸盐
将 CO₂ 电还原为燃料和化学品，是实现 CO₂ 资源化的重要途径。然而，受 d 带理论相关线性标度关系约束，金属基催化剂对关键中间体的吸附难以独立优化，直接生成乙酸盐时的选择性往往有限。
National Science Review：基于大语言模型的自动文献研究与综述生成
科学文献数量快速增长，给研究者的信息处理能力带来挑战。我们提出基于大语言模型的自动综述生成方法，以提高文献研究效率并减轻认知负担。相关成果发表于 National Science Review，介绍了自动文献研究与综述生成的技术框架。
JACS Au：机器学习揭示叠层太阳能电池中钙钛矿的相稳定性规律
钙钛矿材料具有丰富的化学组成可调性，但在大量组成变化中寻找最优配方仍十分困难。传统试错方法用于全面筛选时成本高，并伴随较大的环境负担。
Chemical Science：用于丙烷化学链氧化脱氢的钒基氧化物
氧化还原催化剂在丙烷化学链氧化脱氢中发挥关键作用，但如何调控金属氧化物的晶格氧、维持合适表面氧覆盖度并延长氧化脱氢阶段，仍面临挑战。
Chem：非贵金属合金微环境调控实现选择性丙烷脱氢
非贵金属催化剂在丙烷脱氢中具有吸引力，但实现高丙烯选择性仍存在困难，需要对催化微环境进行有效调控。本研究结合理论与实验，对 Pt、Pd 以及非贵金属 Ni 三类常用活性金属进行了比较研究，探索非贵金属合金的微环境设计策略。
Nature Communications：可解释描述符辅助机器学习催化剂设计
低成本、高效率的催化剂高通量筛选，对未来可再生能源技术具有重要意义。可解释机器学习能够提取物理意义、加速催化剂设计，但仍面临挑战。
曹昂教授来访
浙江大学曹昂教授到访，并作题为“合成氨催化剂的理性设计”的学术报告。
Felix Studt 教授来访
Felix Studt 教授到访，并作题为“甲醇制烯烃过程的 DFT 与动力学建模”的学术报告。
王金兰教授来访
东南大学物理学院王金兰教授到访，并作题为“小数据集条件下基于机器学习的材料设计与合成”的学术报告。
Chem：离域电子在钒氧化物掺杂效应中的作用
氧化还原化学对高附加值化学品的精准生产至关重要，但精确调控氧化还原过程仍需要更深入的机理认识。本研究揭示了掺杂如何提升钒氧化物在丙烷化学链氧化脱氢中的氧化还原性能。
Nature Nanotechnology 研究成果获央视报道
我们发表于 Nature Nanotechnology 的近期研究成果获得中央电视台报道。相关视频见下方。
Xiaona Li 教授来访
中国科学院化学研究所 Xiaona Li 教授到访，并作题为“金属团簇催化 CO、CO₂ 转化的反应机理”的学术报告。
Nature Nanotechnology：利用孤立度描述符设计单位点合金催化剂
合金催化剂中几何孤立的金属原子能够实现高效、选择性催化，但活性原子与邻近原子之间的几何和电子相互作用，使不同微环境下的活性位本质难以明确。
Angew Chem：可解释内禀描述符加速氮还原电催化剂高通量筛选
为理性设计单原子催化剂，研究者已提出多种能量或电子结构相关描述符，但部分描述符计算成本高、难以通过实验获取，限制了对构效关系的普遍理解。
JACS Au：氧化钴催化 CO₂ 加氢行为的本质
氧化钴（CoOₓ）广泛用于 CO₂ 加氢，但在反应过程中会发生结构演变。我们研究了反应条件下复杂的结构—性能关系，并采用神经网络势加速分子动力学的迭代方法模拟还原过程。相关成果发表于 JACS Au。
Research：SnOₓ 表面 CO₂ 电还原的动态结构—性能关系
多相催化剂，尤其是金属氧化物，对提高能源转化效率及生产高附加值化学品具有重要作用。然而，电化学条件下表面结构持续变化，且结构表征存在困难，使原子尺度表面结构与活性位本质仍不明确。
赵志坚教授受聘为 Chemical Engineering Science 执行主编
赵志坚教授受聘为 Chemical Engineering Science 执行主编！
Angew Chem：数据驱动的可解释描述符揭示掺杂钒氧化物表面晶格氧的构效关系
我们结合 DFT 与机器学习，构建了用于预测掺杂钒氧化物表面晶格氧氧化还原活性的可解释描述符。
Angew Chem：铜锌催化剂上 CO₂ 电还原活性位的本质
我们揭示了 Cu 与 Zn 协同作用调控 CO 吸附的机制。通过针对最优 CO 吸附的高通量筛选，识别出两类能够有效促进 C—C 偶联的活性位，从而促进 CO₂ 电还原生成多碳产物。
中南合作项目：高效铜基 CO₂ 光电还原催化剂的开发
与南非自由州大学 Lyudmila Moskaleva 教授合作的 CO₂ 还原研究项目获批。项目执行期为 2022—2023 年，研究高效 CO₂（光）电还原催化剂的开发。项目角色：负责人。
项目获批：新型计算方法指导的多相催化剂理性设计
科技部项目获批：2022—2026 年，新型计算方法指导的多相催化剂理性设计。项目角色：共同负责人。
Angew Chem：适度表面偏析促进 CoCu 催化 CO₂ 加氢选择性制乙醇
我们提出了基于理论的 CoCu 合金 CO₂ 加氢催化剂优化方法。适度的 Co 表面偏析可促进乙醇生成并抑制甲烷生成，表明理论指导的催化剂优化策略有望推广至类似合金体系。
Nature Communications：晶面选择性铜薄膜实现高转化率 CO₂ 电还原
调控铜的晶面暴露有助于促进 CO₂ 电还原中的多碳产物生成。我们提出并实现了不使用封端剂或聚合物黏结剂的动态沉积—刻蚀—轰击方法，以调控 Cu(100) 晶面。
研究成果获美国化学会 C&EN 报道
我们发表于 Nature Communications 的研究获 Chemical & Engineering News（C&EN）报道。报道介绍了研究如何区分铜基 CO₂ 还原活性位的结构与功能。东京大学 Kazunari Domen 教授认为，这些成果“将激发实验研究者的想象力”。
Nature Communications：氧化物衍生铜上 CO₂ 电还原活性位的本质
氧化物衍生铜（OD-Cu）催化 CO₂ 电还原生成多碳（C₂⁺）产物时，其活性位长期存在争议。本研究揭示了与不同产物生成相关的活性位原子结构特征。
Angew Chem：Cu(100) 与 Cu(110) 晶面耦合促进 CO₂ 转化为烃和醇
铜能够高效电催化 CO₂ 还原为乙烯、乙醇和正丙醇等多碳产物，但催化活性与具体活性位之间的关系仍不清晰，制约了性能进一步提升。本研究揭示了铜晶面效应对 CO 吸附及 C—C 偶联的促进作用，以及由此带来的多碳产物选择性提升。
刘志攀教授来访
复旦大学刘志攀教授到访，并作 IREC2 学术报告，题目为“基于机器学习的新型计算方法及其在化学反应中的应用”。
赵志坚教授获评天津大学“我心目中的十佳好导师”
赵志坚教授获评天津大学“我心目中的十佳好导师”！
ACS Energy Letters：调控氧化物氧空位促进 CO₂ 电还原
氧化锡（SnOₓ）是将 CO₂ 电还原为甲酸或甲酸盐等高附加值产物的潜在催化剂，但其复杂表面结构和对活性位认识的不足，限制了性能提升。我们结合理论与实验，揭示了部分还原 SnO₂(110) 中氧空位对 CO₂ 还原选择性的关键作用。
NSFC–DFG 项目 21761132023 年度会议
NSFC–DFG 项目 21761132023 年度会议在天津大学北洋园校区举行。欢迎 Felix 和 Shenjun 再次来到天津大学，也欢迎新朋友 Dima 首次访问中国！
Fornasiero 教授来访
意大利的里雅斯特大学 Paolo Fornasiero 教授到访，并作 IREC2 学术报告，题目为“智能催化剂与当今能源和环境挑战”。
Nature Reviews Materials 封面综述：理论指导的催化材料设计
综述《利用标度关系与反应性描述符进行理论指导的催化材料设计》作为封面文章发表于 Nature Reviews Materials。
在第二届 NSFC–RSC 可持续化学与过程研讨会作邀请报告
赵志坚教授受邀参加在英国约克举行的第二届 NSFC–RSC 可持续化学与过程研讨会，并作学术报告。
ACS Catalysis：氧化铝负载钒氧化物催化丙烷脱氢的构效关系
负载型钒氧化物具有较好的活性、丙烯选择性及再生性能，可用于丙烷非氧化脱氢与氧化脱氢，但其反应条件下的活性位本质仍有争议。我们结合 DFT 计算与实验，研究了不同聚合程度负载钒氧化物的结构—性能关系。
ACS Catalysis：吸附偏好决定偏析方向，构建更真实的合金催化剂表面模型
正确描述活性位是研究反应机理和筛选催化剂的前提。高对称、理想有序的晶体表面常被用来代表反应位点，但反应诱导的表面偏析和重构，限制了仅采用单一最稳定表面模型的合理性。
Angew Chem：亚纳米 Pd 团簇上的氢活化与溢流促进炔烃半加氢
开发适用于工业加氢过程的高效、无毒催化剂，是多个催化领域共同关注的问题。本研究揭示了限域于方钠石（SOD）沸石中的亚纳米 Pd 团簇（Pd@SOD）上氢的活化与溢流机制，以及这一机制对乙炔半加氢选择性的影响。
赵志坚教授访问慕尼黑工业大学和卡尔斯鲁厄理工学院
赵志坚教授于 11 月 13—16 日访问德国慕尼黑工业大学（TUM）和卡尔斯鲁厄理工学院（KIT），并作两场题为“丙烷脱氢催化剂的开发”的学术报告。感谢 TUM 的 Hui Shi 博士与 KIT 的 Felix Studt 教授接待。
Jinxun Liu 博士访问课题组
美国密歇根大学安娜堡分校的 Jinxun Liu 博士到访课题组，并作 IRCE2 学术报告，题目为“纳米催化剂活性的理论研究”。相关访问照片见下方原图链接。
Nature Communications：通过 Pt/Cu 单原子合金突破脱氢反应标度关系
过渡金属表面吸附能之间的标度关系，使催化活性提高常伴随副反应增强，进而降低目标产物选择性。我们利用 DFT 计算系统筛选铂合金材料，提出通过构建单原子合金来突破工业丙烷脱氢中的标度关系，实现丙烷转化率与丙烯选择性的同步提升。
Rösch 教授来访
来自德国慕尼黑工业大学及新加坡 A*STAR 的 Rösch 教授到访，并作 IREC2 学术报告，题目为“用于烃类氧化的 MoVOₓ 催化剂中的还原中心：局域化还是非局域化，这是一个问题”。欢迎来到天津！
在第十七届全国青年催化学术会议作邀请报告
赵志坚教授在第十七届全国青年催化学术会议作邀请报告，题目为“丙烷脱氢单原子合金催化剂的开发”。
在第二届国际单原子催化研讨会作邀请报告
赵志坚教授在第二届国际单原子催化研讨会作邀请报告，题目为“表面羟基对 Cu₂O 上 CO₂ 还原活性与选择性的关键作用”。
AIChE Journal 论文入选近期高下载量文章
发表于 AIChE Journal 的论文《双金属 Pt-Bi 催化剂上甘油氧化制 1,3-二羟基丙酮的实验与理论研究》入选该刊近期论文下载量前二十名。
在第五届煤化工青年学者论坛作邀请报告
赵志坚教授在第五届煤化工青年学者论坛作邀请报告，题目为“丙烷脱氢催化剂的计算筛选及实验合成”。
Angew Chem：Cu₂O 表面羟基对水相 CO₂ 还原的作用
水相 CO₂ 还原是实现碳捕集与利用的重要途径。氧化亚铜（Cu₂O）不仅能够将 CO₂ 转化为有价值的烃类，还可抑制析氢副反应，因此是一类有前景的催化剂。
研究成果获 C&EN 与 Advanced Science News 报道
论文《羟基介导的 VOₓ/Al₂O₃ 非氧化丙烷脱氢及稳定性提升》获美国化学会 Chemical & Engineering News（C&EN）及 Advanced Science News 报道。相关报道分别介绍了钒催化剂上丙烷脱氢过程的观察，以及提升聚丙烯原料生产中催化剂稳定性的研究。
在第八届全国物理无机化学会议作邀请报告
赵志坚教授在第八届全国物理无机化学会议作邀请报告，题目为“Cu₂O 催化 CO₂ 还原的理论与实验联合研究”。
Chem Sci：寻找最优丙烷脱氢催化剂
密度泛函近似引入的固有误差，始终是评估 DFT 催化性能预测可靠性时的重要问题。我们开展了基于概率分析的计算筛选研究，成功识别出用于丙烷脱氢反应的优选双金属合金 Pt₃In。相关成果发表于 Chemical Science，DOI：10.1039/c8sc00802g。
Angew Chem：羟基介导的 VOₓ/Al₂O₃ 非氧化丙烷脱氢及稳定性提升
负载型钒氧化物是丙烷脱氢（PDH）中极具潜力的替代催化剂，相关研究持续致力于提高其催化性能。然而，与铂基体系不同，负载型钒催化剂在还原性反应条件下的活性位本质与表面结构仍不明确。
研究论文入选 Catalysis Science & Technology 2017 年度 HOT 文章
论文《Au/MgO 催化剂上界面羟基参与的水煤气变换反应》入选 Catalysis Science & Technology 编辑委员会评选的 2017 年度 HOT 文章。论文发表于 2017 年，第 7 卷，5257—5266 页，DOI：10.1039/C7CY01020F。
中德合作项目：理论与实验结合研究 CoCu 基催化剂上的 CO₂ 还原机理
与德国卡尔斯鲁厄理工学院 Felix Studt 教授合作的 CO₂ 还原研究项目获批。项目执行期为 2018—2020 年，通过理论与实验相结合的方法理解 CoCu 基催化剂上的 CO₂ 还原机理。项目角色：负责人。
赵志坚教授受聘为 Chemical Engineering Science 副主编
很荣幸加入化工领域重要期刊 Chemical Engineering Science 的编辑团队，担任副主编。
在第八届亚太化学反应工程会议作邀请报告
赵志坚教授在第八届亚太化学反应工程会议作邀请报告，题目为“利用密度泛函理论计算筛选丙烷脱氢催化剂”。
编辑推荐：利用密度泛函理论计算识别表面中间体
我们发表于 Surface Science 的论文《通过振动简正模式分析识别表面物种：一项 DFT 研究》入选该刊编辑推荐。
Neyman 教授访问天津大学
西班牙巴塞罗那大学的 Neyman 教授到访，并作题为“催化纳米材料建模：尽可能简单，但不应过度简化”的学术报告。欢迎来到天津！
在第七届国际纳米科学与技术会议作邀请报告
赵志坚教授在第七届国际纳米科学与技术会议作邀请报告，题目为“CO₂ 光催化与电催化还原选择性的机理理解”。
中泰合作项目：吸附强化生物乙醇化学链重整制氢
与泰国朱拉隆功大学合作的国家自然科学基金项目获批。项目执行期为 2017—2020 年，研究吸附强化生物乙醇化学链重整制氢。项目角色：共同负责人。
在全球华人化工学术研讨会作邀请报告
赵志坚教授在全球华人化工学术研讨会作邀请报告，题目为“非贵金属氧化物催化的丙烷脱氢”。
在 CAMURE-10 与 ISMR-9 联合会议作主旨报告
赵志坚教授在第十届多相反应器催化国际研讨会（CAMURE-10）与第九届多功能反应器国际研讨会（ISMR-9）作主旨报告，题目为“理解助剂在丙烷脱氢催化剂中的作用”。
Studt 教授访问天津大学
德国卡尔斯鲁厄理工学院的 Studt 教授到访，并作题为“CO₂ 的热催化与电化学还原”的学术报告。欢迎来到天津！
利用配位数快速预测 CO 吸附强度
CO 中毒是铂基催化过程面临的重要问题。我们发现，PtCu 合金 (111) 表面的 CO 吸附强度显著依赖于 Pt 的局域结构：表面相邻 Pt 原子使 CO 吸附减弱，而次表层相邻 Pt 原子则产生相反影响。
项目获批：低成本乙炔选择性加氢催化剂的筛选与设计
国家自然科学基金项目获批：2017—2020 年，低成本乙炔半加氢催化剂的筛选与设计。项目角色：负责人。
参与国家重点研发计划项目
由团队负责人巩金龙教授牵头的“CO₂ 高效转化的关键科学问题”项目获批！
项目获批：铂基催化剂上丙烷脱氢制丙烯积碳机理的计算研究
国家自然科学基金项目获批：2016—2018 年，铂基催化剂上丙烷脱氢制丙烯过程中积碳形成机理的计算研究。项目角色：负责人。
封面报道：过渡金属表面的 C—H 键活化
低碳烯烃是聚合物、含氧化合物及其他重要化工中间体的基础原料。目前，低碳烯烃主要由石油化工中的蒸汽裂解过程生产。随着石油资源消耗以及页岩气开发带来的低碳烷烃价格下降，烷烃脱氢成为生产低碳烯烃的重要替代路线。
开启天津大学的新征程
很高兴加入天津大学化工学院！