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【学术报告】金属酶催化与多相催化作用本质的某些关联——万惠霖院士

已有 8182 次阅读 2007-10-29 17:25 |个人分类:催化中国原创

 

报告人简介:

万惠霖院士

万惠霖教授,1938年11月20日生于湖北武汉。1966年初厦门大学化学系催化理论方向研究生毕业,此后留校任教至今。长期从事物理化学催化方面的科研和教学工作。自九十年代以来,在甲烷氧化偶联 (OCM)和乙烷、丙烷氧化脱氢 (ODE, ODP) 的研究方面,万的课题组创新研制出一系列性能优良的含氟稀土(-碱土)氧化物催化剂体系,证实了氟化物对OCM催化剂的显著促进作用;确定了催化剂主要结构,阐述了类萤石型结构的LnOF形成及F-与O2-离子交换的重要性和氟化物助催作用的主要本质;根据表面酸碱性及光电流等的测定结果,万指出表面碱性和 p-型导电性都不是OCM催化剂性能优良的必要条件;并提出了含氟稀土-碱土催化剂结构导向的组份选择原理,研制出性能更好的OCM和ODE催化剂。万等采用多种原位光谱方法,成功表征了OCM催化剂表面吸附氧物种及反应的主、副产物,首次获得四种催化剂表面超氧吸附态O2-在反应条件下具有OCM活性的直接光谱证据。

八十年代初参加固氮酶研究后,对于N2、乙炔和环丙烯在固氮酶原子簇活性中心的多核络合活化方式应用量子化学计算方法进行了对比研究,因而为固氮酶活口M-簇笼新见解的形成提供了重要依据。万早在研究生时期就参与配位催化的基础研究,后来又在专著中详细阐述了配位催化原理。七十至八十年代,他还与同事一起,在乙烯配位聚合负载型高效催化剂的研制,丙烯选择(氨)氧化副产物形成机理,以及氨合成反应对铁催化剂结构敏感性的理论探索等研究工作中也取得显著成绩。他在国内、外刊物已发表论文180余篇,出版专著1本;获国家自然科学三等奖2项,国家教委科技进步一等奖2 项和二等奖2项;获发明专利6项。1997年被选为中国科学院院士。

  万惠霖现任厦门大学化学化工学院院长,固体表面物理化学国家重点实验室主任,《分子催化》副主编,《高等学校化学学报》和《催化学报》编委,中国化学会常务理事;曾任国家教委科技委委员和中国化学会催化专业委员会主任。

  目前研究兴趣:催化剂活性中心(或活性物种)、动态结构和催化反应机理的原位表征,催化作用的理论模拟等。

通讯地址:

中国福建厦门(361005)厦门大学化学系
E-mail: hlwan@xmu.edu.cn

科研代表作Representative Publication:

  1. Wan H. L., Weng W. Z., Iwasawa Y., Selective Oxidation of C1-C3 Alkanes on Fluride-Containing Mixed Oxide Catalysts, Hyomen(Surface), 1998, 36(2), 1-9.
  2. Long R. Q., Wan H. L., In situ confocal microprobe Raman spectroscopy study of CeO2/BaF2 catalyst for the oxidative coupling of methane, J. Chem. Soc., Faraday Trans., 1997, 93(2), 355-358.
  3. Long R. Q., Huang Y. P., Weng W. Z., Wan H. L., Tsai K. R., The performance and structure of rare earth oxides modified by strontium fluoride for methane oxidative coupling, Catal. Today, 1996, 30, 59-65.
  4. Wan H. L., Chao Z. S., Weng W. Z., Zhou X. P., Cai J. X., Tsai K. R., Constituent selection and performance characterization of catalysts for oxidative coupling of methane and oxidative dehydrogenation of ethane, Catal. Today, 1996, 30, 67-76.
  5. Zhou X. P., Zhou S. Q., Zhang W. D., Chao Z. S., Weng W. Z., Long R. Q., Tang D. L., Wang H. Y., Wang S. J., Cai J. X., Wan H. L., Tsai K. R., Methane and light alkane (C2-C4) conversion over metal fluoride-metal oxide catalyst system in presence of oxygen, "Methane and Alkane Conversion Chemistry", Bhasin M. M. and Slocum D. W., Eds., Plenum Press, New York, 1995, 19-30.
  6. Chao Z. S., Zhou X. P., Wan H. L., Tsai K. R., Methane oxidative coupling on BaF2/LaOF catalyst, Appl. Catal. A: General, 1995, 130, 127-133.
  7. Zhou X. P., Chao Z. S., Luo J. Z., Wan H. L., Tsai K. R., Oxidative dehydrogenation of ethane over BaF2-LaOF catalysts, Appl. Catal. A: General, 1995, 133, 263-268.
  8. Long R. Q., Zhou S. Q., Huang Y. P., Weng W. Z., Wan H. L., Tsai K. R., Promoting effect of F- on Sr/La oxide catalysts for the oxidative coupling of methane, Appl. Catal. A: General, 1995, 133, 269-280.
  9. Wan H. L. Energetics and quantum chemistry of the activation and catalytic conversion of small Molecules in C1 chemistry, chapter 1, in K. R. Tsai and S. Y. Peng editors, "Catalysis in C1 Chemistry", Chemical Engineering Press, Beijing, 1995, pp9-46.
  10. Zhou S. Q., Zhou X. P., Wan H. L., Tsai K. R., Oxidative coupling of methane over BaF2-TiO2 catalysts, Catal. Lett., 1993, 20, 179-183.
  11. Wang F. C., Wan H. L., Tsai K. R., Wang S. J., Xu F. C., Electron spectroscopic study of adsorption of methane on titanium dioxide surfaces, Catal. Lett., 1992, 12, 319-326.
  12. Weng W. Z., Yan J. Y., Cai J. X., Dai S. J., Chao S. J., Chen L. L., Wan H. L., XPS, Chemical trapping and DRFTIR study on mechanism of by product formation in selective (amm)oxidation of propylene on MoO3 and g-Bi2MoO6, Chem. J. Chinese Univ., 1990, B, (4), 346-353.
  13. Zhou T. J., Wan H. L., A quantum chemical study on electronic structure of a-Fe planes and its relation with catalytic activity for ammonia synthesis, J. Xiamen Univ. (Natural Science), 1987, 26(5), 530-536.
  14. Huang K. H., Wan H. L., "Principles of Catalysis",Science Press, Beijing, 1983.
  15. Wan H. L., Tsai K. R., Chemical modeling of biological nitrogen fixation XIV EHMO study of probable modes of m3(h2) coordination of some nitrogenas substrates (cyclopropene etc.) and reductive hydrogenation intermediates of N2, J. Xiamen Univ. (Natural Science), 1981, 20(1), 62-73.
  16.  

相关人链接——蔡启瑞院士(万院士导师):

蔡启瑞院士 

蔡启瑞,物理化学家。汉族。1914年1月7日出生于福建省同安县。厦门大学理理学士(1937)

美国俄亥俄州立大学哲学博士(化学,1950)。1956年回国。任厦门大学化学系教授(1956-),博士导师(1982-)。曾兼任厦门大学副校长, 校学术委员会主任(1978-1982),固体表面物理化学国家重点实验室学术委员会主任(1988-1992);国务院首届学位委员会委员;国际催化大会理事(1984-1988)。

五十年代初研究氧化铯及氧化三铯的单晶制备和晶体结构;进而计算层状离子晶体和铁电离子晶体的极化能。1957年后科研重点转移到催化化学。从过渡金属催化剂与烯炔烃等不饱和有机化合物及一氧化碳的催化化学,较早地总结出络合(配位)活化催化作用的概念,并用以关联过渡金属化合物(或过渡金属催化剂)参与的均相催化、多相催化、与金属酶催化;指出配位催化都有络合活化作用,此外在有些类型的反应体系,还能提高定向反应选择性,和(或)促进电子传递,或电子与能量偶联传递。1972年后参加“化学模拟生物固氮研究”的全国性科研大协作,根据配位催化原理和化学探针思路,在国际上较早地提出固氮酶活性中心的活口类立方烷原子簇结构模型和多核络合活化分子氮(及其它外源底物)的酶催化机理,并设计化学模拟验证方法;较系统地解析固氮酶中钼-铁-硫原子簇及铁-硫原子簇的结构与功能关系和固氮酶反应中质子传递机理,提出新见解。蔡等用酶催化底物竞争抑制等化学探针方法加以验证。关联到铁催化剂上氨合成的催化机理并提出联用原位拉曼光谱与原位红外光谱以观察分子氮和氢的吸附态。蔡等获得实验支持;并指出固氮酶和铁催化剂多核活性中心的作用主要皆在于降低高位能反应中间态(如N2H)的位能,又进而关联和比较一氧化碳加氢制甲醇、乙醇,以及甲烷等反应中金属催化剂与氧化物助催剂的协同催化作用机理,提出新见解,蔡等设计原位化学探针等实验方法,从多方面验证乙醇合成催化机理。1987年以来,蔡等开展甲烷氧化偶联及乙烷氧化脱氢的稀土—碱土基催化剂的研究,对表面活性氧物种性质及助催剂作用机理,提出新见解,并用原位拉曼光谱等方法验证。培养博士生毕业十多名。发表论文190多篇,获国家自然科学三等奖三项(1982,1987,1995年)及部委级奖多项。联合申请得催化剂发明专利七项,蔡为国家自然科学基金“七五”重大项目碳一化学催化基础研究主持人,和“八五”基金重大项目化石燃料资源优化利用的催化基础专家组成员,曾.建议“油(气)煤并举,燃化(塑)结合",优化和洁净利用化石燃料资源, 以发展燃化工业。

1980年11月当选为中国科学院学部委员。

通信地址

中国福建厦门(361005)厦门大学化学系
E-mail: krtsai@xmu.edu.cn

 


 

主要参考材料

  • K. R. Tsai and H. L. Wan, J. Cluster Science (1995) 6, 485-501.
  • Liu, Y-D., Lin, G.-D., Zhang, H.-B., Cai, J.-X., Wan, H.-L., and Tsai, K. R., Oxidative coupling of methane over rare-earth-based non-reducible composite-metal oxides catalysts, Preprints Fuel Chem. Div.ACS Natl. Mtg. (San Francisco, 1992), 37 (1), 356.
  • 蔡启瑞, 彭少逸 等编著,“碳一化学中的催化作用”,化学工业出版社,北京,1995。

报告内容图片摘要(谢绝转载,可以链接):

 











































































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