11月3日(ri)上(shang)午(wu)，2020年(nian)度(du)國家(jia)科(ke)學技(ji)術獎(jiang)勵大會(hui)在(zai)北京(jing)人民(min)大會(hui)堂(tang)隆重召(zhao)開。大連(lian)化物所包(bao)信和院士、潘秀(xiu)蓮(lian)研(yan)究員、傅強研究員、鄧德(de)會(hui)研(yan)究員的“納(na)米(mi)限(xian)域(yu)催化”成(cheng)果(guo)榮獲2020年度(du)國家(jia)自(zi)然(ran)科(ke)學獎(jiang)壹等(deng)獎(jiang)。

   作為核(he)心(xin)技術，催(cui)化在(zai)能源(yuan)轉化、材(cai)料合(he)成(cheng)、環(huan)境(jing)保(bao)護(hu)及(ji)生命健(jian)康等(deng)領(ling)域發(fa)揮(hui)著(zhe)決(jue)定性作(zuo)用。精準(zhun)調(tiao)控化學(xue)反(fan)應過程壹直(zhi)是(shi)催(cui)化化學(xue)追求的目(mu)標，在(zai)當(dang)今能源高效(xiao)轉化、資(zi)源(yuan)優(you)化利用及(ji)生態(tai)環(huan)境(jing)優(you)化的(de)需求推(tui)動(dong)下(xia)，需要催化過程更(geng)加(jia)溫(wen)和，催化反(fan)應更(geng)加(jia)精(jing)準和高效(xiao)，催化科(ke)學和技術正(zheng)面臨(lin)著創(chuang)新變革的(de)巨大機(ji)遇(yu)和挑戰。

   自(zi)上世(shi)紀90年代中開(kai)始(shi)，包(bao)信和帶領(ling)團隊(dui)從事(shi)納(na)米(mi)催(cui)化的(de)基(ji)礎(chu)和應用研究，孜孜(zi)不倦地追求著對催(cui)化過程的準(zhun)確理(li)解(jie)和對催化劑(ji)的理(li)性(xing)設(she)計。經過20多年(nian)的(de)潛心研(yan)究和實踐，研究團隊(dui)借(jie)助納(na)米(mi)尺(chi)度(du)的空(kong)間(jian)限(xian)域(yu)效(xiao)應對(dui)體系(xi)電(dian)子(zi)能(neng)態(tai)進行調變，實(shi)現了催化性(xing)能(neng)的(de)精準調(tiao)控(kong)，提(ti)出“限(xian)域(yu)催化”概(gai)念；進壹步(bu)將(jiang)研究拓(tuo)展(zhan)至(zhi)二維界面(mian)以及(ji)活性中(zhong)心(xin)微(wei)環(huan)境(jing)等(deng)相互作(zuo)用系(xi)統(tong)對(dui)電(dian)子能態(tai)的調(tiao)變(bian)，從實(shi)驗和理論上(shang)闡明“限(xian)域(yu)”效(xiao)應保(bao)持(chi)催化體(ti)系(xi)在(zai)反(fan)應過程中的(de)活性狀(zhuang)態(tai)以及(ji)維持催(cui)化體(ti)系(xi)循環(huan)往復(fu)的內在(zai)機(ji)制，從而(er)明(ming)確定(ding)義和系(xi)統(tong)創(chuang)建(jian)了具有(you)廣泛意義和普(pu)適性的“納(na)米(mi)限(xian)域(yu)催化”概(gai)念，為精準(zhun)調控化學(xue)反(fan)應的(de)性能和反(fan)應路(lu)徑打(da)下(xia)了堅實的基(ji)礎(chu)，豐(feng)富和完(wan)善了催化基(ji)礎(chu)理(li)論，引(yin)領(ling)和推(tui)動(dong)了催化科(ke)學和技術的(de)發(fa)展(zhan)。

   “納(na)米(mi)限(xian)域(yu)催化”概(gai)念在(zai)催化選(xuan)擇(ze)氧(yang)化和高效(xiao)加氫(qing)等(deng)多(duo)個重要催化體(ti)系(xi)中(zhong)得(de)到(dao)驗證，引(yin)起(qi)了國內外(wai)同(tong)行的高度(du)關註(zhu)和重視(shi)，相關領(ling)域成(cheng)為當(dang)今催化基(ji)礎(chu)研(yan)究和應用實踐(jian)的(de)熱點(dian)之壹。

   在(zai)“納(na)米(mi)限(xian)域(yu)催化”概(gai)念指導(dao)下(xia)，包(bao)信和團隊(dui)多(duo)項代表性(xing)應用成(cheng)果(guo)也已(yi)經走(zou)到了工(gong)業試(shi)驗階段。基(ji)於(yu)界面(mian)限(xian)域(yu)概念設(she)計了配位不(bu)飽和的納(na)米(mi)氧(yang)化物與(yu)貴金(jin)屬匹(pi)配的復(fu)合(he)催(cui)化體(ti)系(xi)，用於壹氧(yang)化碳(tan)高(gao)選(xuan)擇(ze)催(cui)化氧(yang)化反(fan)應。創(chuang)制的鉑鐵(tie)（Pt-FeO）催化劑(ji)與(yu)商(shang)用燃料電池(chi)系(xi)統(tong)匹(pi)配，室(shi)溫(wen)下(xia)將重(zhong)整(zheng)氫(qing)氣中30ppm壹氧(yang)化碳(tan)高(gao)效(xiao)脫除(chu)到1ppm以下(xia)，連續(xu)工(gong)作超(chao)過3500小時(shi)，解(jie)決(jue)了原料氫(qing)氣中微(wei)量壹氧(yang)化碳(tan)造成(cheng)燃料電池(chi)催化劑(ji)失活的難(nan)題。采用氧化物界面(mian)限(xian)域(yu)穩定的(de)氧(yang)缺(que)陷(xian)活性中(zhong)心(xin)與(yu)具有(you)納(na)米(mi)孔(kong)道(dao)限(xian)域(yu)擇(ze)形(xing)效(xiao)應的(de)分(fen)子(zi)篩耦合(he)，創(chuang)立OXZEO^®催(cui)化體(ti)系(xi)，實(shi)現了煤經合(he)成(cheng)氣壹步(bu)高(gao)選擇(ze)性(xing)直(zhi)接制(zhi)取(qu)乙(yi)烯(xi)、丙(bing)烯和丁烯等(deng)低碳(tan)烯(xi)烴，從原(yuan)理(li)上摒(bing)棄(qi)了近百年來煤轉化過程采用的傳統費托(tuo)合(he)成(cheng)路線，省去了耗水、耗能(neng)的(de)水煤氣變換和水-氫(qing)循環(huan)過程，並成(cheng)功突(tu)破了目(mu)標產物分(fen)布的選(xuan)擇(ze)性(xing)理論極(ji)限(xian)（ASF）。包(bao)信和院士團隊(dui)成(cheng)功拓(tuo)展(zhan)OXZEO^®催(cui)化劑(ji)設(she)計思想(xiang)，初步(bu)創建了煤經合(he)成(cheng)氣轉化新技術平(ping)臺，實現了系(xi)列高(gao)值(zhi)化學(xue)品和燃料的定(ding)向(xiang)合(he)成(cheng)，引(yin)領(ling)了節(jie)水、節(jie)能(neng)高(gao)效(xiao)煤化工(gong)發(fa)展(zhan)的(de)新方向(xiang)。