科研要發(fā)揚(yáng)“頂天立地”的精神，研究最先進(jìn)的科研成果，服務(wù)最基本的實(shí)際問(wèn)題?！叭涨肮嫉摹?2024 在年度天津市科技獎(jiǎng)“名單”中， 200 一項(xiàng)成果被選中，涉及到生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。這些尖端技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密結(jié)合，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了真正的科技動(dòng)力。最近，本報(bào)記者走訪了多個(gè)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)，為讀者揭開(kāi)了津城科學(xué)“天團(tuán)”的神秘面紗。

如今，隨著地球資源的日益緊張，如何最大限度地提高資源的使用效率已經(jīng)成為科研領(lǐng)域的熱門話題。前幾天剛發(fā)布的 2024 南開(kāi)大學(xué)化學(xué)院李蘭冬教授團(tuán)隊(duì)在年度天津市科技獎(jiǎng)名單上完成的“分子篩限域吸附催化”項(xiàng)目獲得自然科學(xué)特別獎(jiǎng)，項(xiàng)目成果大大提高了化石資源的使用效率。

“從最初的天然礦石到分子篩的概念來(lái)看，分子篩已成為一種獨(dú)特而重要的材料，一直是研究的熱點(diǎn)。目前，分子篩作為大型工業(yè)領(lǐng)域的吸收劑和催化劑，在石油煉制、石化、煤化等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用?！澳祥_(kāi)大學(xué)化學(xué)院教授李蘭冬作為本次獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的第一個(gè)完成人，以結(jié)構(gòu)模型為記者科普分子篩限域化學(xué)原理，并表示:“為了在分子層面揭示分子篩限域化學(xué)的本質(zhì)，從空間約束和局域電場(chǎng)的角度研究分子篩限域化學(xué)，為高性能分子篩材料和工藝的理性設(shè)計(jì)提供參考。這一結(jié)果逐漸將理論認(rèn)知轉(zhuǎn)化為一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)的化學(xué)過(guò)程。"

“分子篩限域吸附催化”項(xiàng)目獲天津市科技獎(jiǎng)自然科學(xué)特等獎(jiǎng)，取得了一系列創(chuàng)新研究成果。主要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)包括三個(gè)方面:第一個(gè)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)是澄清分子篩限域酸催化反應(yīng)的路徑和機(jī)制，指導(dǎo)高性能催化材料和反應(yīng)過(guò)程的理性設(shè)計(jì)。構(gòu)建分子篩限域甲醇制烴完整反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和催化循環(huán)；完成甲烷選擇氧化甲醇催化過(guò)程，供水參與。二是設(shè)計(jì)構(gòu)建分子篩限域穩(wěn)定單位點(diǎn)催化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)小分子高效轉(zhuǎn)換，闡明其催化反應(yīng)機(jī)制。構(gòu)建框架雜原子路易斯酸分子篩普遍性的策略；發(fā)現(xiàn)了新的分子篩限域配位不飽和中心催化系統(tǒng)和新機(jī)制。三是揭示分子篩限域空間內(nèi)主客體的相互作用機(jī)制，提出化學(xué)選擇性炔烴烴。 / 烯烴吸附分離的新概念?；瘜W(xué)選擇性炔烴首次提出 / 新的烯烴吸附分離策略；完成乙炔 / 高效分離二氧化碳的過(guò)程。

“科學(xué)研究要‘頂天立地’，即從最基本的科學(xué)理論認(rèn)知出發(fā)，面對(duì)真正的工業(yè)應(yīng)用。所以，我們總是把研究方向鎖定到我們國(guó)家和產(chǎn)業(yè)的需求?！袄钐m冬說(shuō)，這些基礎(chǔ)科學(xué)的認(rèn)知和技術(shù)突破，通過(guò)抑制副反應(yīng)，將一些看似不可能的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)資源的更高效利用，解決了一系列行業(yè)合作中的實(shí)際問(wèn)題。例如，甲烷氧化甲醇的效率提高了多個(gè)量級(jí)。

分子篩限域化學(xué)研究成果是南開(kāi)大學(xué)幾代人的傳承成果。李蘭冬和柴玉超不僅是研究伙伴，也是本次獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的師生。李蘭冬說(shuō)：“幾代人的成就不斷更新迭代，過(guò)程中對(duì)是否堅(jiān)持這一研究領(lǐng)域進(jìn)行了多次探討，但從未動(dòng)搖。這是一個(gè)不太受歡迎的研究領(lǐng)域，結(jié)果非常緩慢。研究項(xiàng)目需要大量的人力、物力和財(cái)力投入，從 2013 每年確定具體的研究?jī)?nèi)容到現(xiàn)在各種成果逐漸得到認(rèn)可，其實(shí)也是一個(gè)孤獨(dú)的過(guò)程。與我們同期的多個(gè)團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)在只有少數(shù)還在堅(jiān)持。"

在分子篩領(lǐng)域，李蘭冬和他的團(tuán)隊(duì)從未停止過(guò)研究。“碳中和是當(dāng)前關(guān)注的焦點(diǎn)，對(duì)改善環(huán)境、實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展尤為重要，我們正試圖研究一種新的反應(yīng)方法來(lái)幫助碳中和。例如，目前尚未實(shí)現(xiàn)的甲烷和二氧化碳共轉(zhuǎn)化乙酸反應(yīng)，下一步將重點(diǎn)研究?！袄钐m冬教授提出了一些后期R&D的想法:”在傳統(tǒng)的化石資源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，我們將進(jìn)一步提高資源利用效率，在化工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)路線。"（文 / 攝 記者 安元）

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