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在國際化工領(lǐng)域，AIChE Journal、Chemical Engineering Science（CES）、Industrial & Engineering Chemistry Research（IECR）被公認為三大頂級化工期刊。三大刊一直致力于發(fā)表化學(xué)工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)性研究工作，涵蓋生物化工、材料合成、過程系統(tǒng)工程、反應(yīng)工程、催化科學(xué)、分離工程、化工熱力學(xué)、軟物質(zhì)、傳遞現(xiàn)象、流體力學(xué)等諸多領(lǐng)域，期刊發(fā)表的原創(chuàng)性研究論文和綜述論文，在國際上具有深遠的影響力。

近日，安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院工業(yè)催化團隊連續(xù)在AIChE Journal（美國化學(xué)工程師協(xié)會會刊，化工學(xué)科領(lǐng)域排名第一）和Industrial & Engineering Chemistry Research發(fā)表最新研究進展。

化石能源的廣泛使用，導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度不斷升高，由此帶來一系列生態(tài)環(huán)境問題，如海洋酸化、溫室效應(yīng)等。催化二氧化碳加氫是一條綠色、可持續(xù)的轉(zhuǎn)化二氧化碳制備高附加值化學(xué)品的合成途徑。目前，關(guān)于復(fù)合催化劑微環(huán)境調(diào)控用于提升二氧化碳加氫導(dǎo)向合成液態(tài)燃料烴仍然缺乏系統(tǒng)研究。針對這一問題，工業(yè)催化團隊通過對膠囊催化劑內(nèi)外微環(huán)境的精準調(diào)控，燃料烴C₅₊產(chǎn)物收率高達60.1% g_cat^-1，遠超同類報道水平。相關(guān)工作以“Spaced-Confined Capsule Catalysts with Tunable Micro-Environments for Efficient CO₂ Conversion”為題，發(fā)表于AIChE Journal（AIChE J., e18445, 2024, doi:10.1002/aic.18445），實現(xiàn)學(xué)校在該期刊上零的突破，安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院為論文第一署名單位，論文第一作者為我院2021級碩士研究生吳昊。郭立升副教授、孫松教授為論文共同通訊作者。

鹵代芳胺是重要的有機中間體和精細化工產(chǎn)品，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、化學(xué)試劑等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)還原方法存在生產(chǎn)成本高、反應(yīng)效率低、產(chǎn)物分離困難等問題，并因產(chǎn)生廢棄物而造成環(huán)境污染。非貴金屬因其活性高、價格低廉、儲量豐富等優(yōu)點，在鹵代硝基苯催化加氫方面受到了廣泛關(guān)注。然而，使用簡單的方法構(gòu)建高效穩(wěn)定的非貴金屬催化劑用于鹵代硝基苯選擇性加氫制備鹵代苯胺仍然是一個挑戰(zhàn)。

面對這一挑戰(zhàn)，研究團隊提出了一種簡單解決的催化劑合成策略，即通過一鍋法合成N、S共摻雜的介孔碳負載非貴金屬催化劑。其中Co-NSPC催化劑在對氯硝基苯加氫制備對氯苯胺過程中表現(xiàn)出優(yōu)異的活性和選擇性，TOF達到84.4 h^-1。該工作為碳載非貴金屬的綠色合成提供了新思路。相關(guān)工作以“N,S-Co-doping Significantly Improves the Co-N_x Content of the Co-NSPC Catalyst and Enhances the Catalytic Performance for Selective Hydrogenation of Halogenated Nitrobenzenes”為題發(fā)表在Industrial & Engineering Chemistry Research上(Ind. Eng. Chem. Res, 2023, 62, 9, 3862-3872。論文第一作者為我院2021級碩士研究生徐家輝。柏家奇老師、孫松教授為論文共同通訊作者。

上述工作是安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院在化工領(lǐng)域標志性成果的新突破，也是化學(xué)工程與工藝國家一流專業(yè)建設(shè)、工程教育認證的階段性成果。研究成果得到國家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金、安徽省高等學(xué)校自然科學(xué)基金、太原理工大學(xué)煤炭清潔高效利用國家重點實驗室開放課題等支持。