报告题目：从光催化到光子-声子协同催化

时间：4月1日上午十点

地点：致腾楼223

报告人：唐军旺教授

报告摘要：

光子驱动的小分子活化，例如水分解，在科学和工业上都具有重要意义，因为它为实现绿氢气生产提供了一条高效途径。然而，由于涉及多电子过程，其在动力学上极具挑战性。对于绿色化学品的合成而言，其他惰性分子（如 N₂、CO₂ 和 CH₄等）的活化同样重要，但也相当具有挑战性。

我们早期关于无机催化剂中电荷动力学的研究表明，当前太阳能到燃料/化学品的低转化效率归因于快速的电荷复合和缓慢的氧化反应，因此我们开发了有效的材料策略来提高催化剂的活性。其中，我们发现单原子催化剂上的光子-声子协同驱动过程可以显著提高氢气产量。随后，我们首次展示了一种基于聚合物的用于水分解的 Z 型机制。这一进展也激励我们通过光子驱动 H2O 和 N2的活化，将绿色氢气储存在 NH3 中。此外，我们将光子与声子耦合，协同驱动 Au 负载的 TiO2上的甲烷催化转化为 C2产物，在该领域取得了标杆性的成果。这种光子-声子协同催化再次在甲烷合成甲醛的研究中得到证实[7]。近期，我们提出了分子内结这一新概念，该结构由 CTF 聚合物中交替的苯环和三嗪单元组成。这种结构可以促进快速的电荷分离，并具有在一个分子单元内空间上分离还原位点和氧化位点的特点，从而显著提高了甲烷转化为乙醇的效率，并抑制了其过度氧化为 CO2。这一特点与光子-声子协同催化相结合，在温和条件下实现了前所未有的乙醇产率和 80% 的选择性。

个人简介：

Tang Junwang (唐军旺)教授，欧洲科学院院士（The Academia of Europaea）, 英国科学院-利弗休姆资深研究员, 比利时欧洲科学院院士， 英国皇家化学会会士, 国际材料和矿物协会会士和中国化学会名誉会士。曾任伦敦大学学院大学材料中心主任，化学工程系材料化学和材料工程主席教授，中国国家高层次人才，教育部CJ讲座教授，全英华人正教授协会副主席等。目前是清华大学化工系工业催化中心主任，清华大学首任碳中和讲席教授。Tang教授开创性地利用光和热协同催化活化小分子（H₂O， N₂、CH₄， CO₂）来实现可再生能源的转化和存储为氢能，绿氨和绿醇，以及微波催化来循环固废塑料。同时致力于用时间分辨光谱研究光和热耦合催化的机理。迄今已在国际杂志Nature, Nature Catalysis, Nature Energy, Nature Materials, Nature Sustainability, Nature Reviews Materials, JACS等能源和化学领域期刊共发表了 300多篇文章，授权/申请25项专利， 也多次被评为科睿唯安高被引科学家。同时是5个国际杂志的编辑或者副主编，包括Applied Catalysis B，Chin J. Catal.， EES Solar。获得多个国际大奖，包括：2025 德国跨界创新基金会（Falling Walls Foundation）国际跨界创新工程与技术类别奖项，国际化学工程协会2022油气转化大奖（IChemE Oil and Gas Global Awards），2021皇家化学协会RSC Corday-Morgan Prize等。