中山大学催化与材料化学分子模拟研讨会

报告主题:中山大学催化与材料化学分子模拟研讨会

报告人:张冬菊 教授、毕思玮 教授 、方冉 副教授、曹风雷 博士、徐先燕 博士 、柯卓锋 副教授

主持人:赵存元教授

时间:2017年6月17-18日14:30-16:50

地点:化学学院芙兰讲学厅A402

欢迎广大师生参加!

报告摘要:

中山大学催化与材料化学分子模拟研讨会

    间: 2017617-1814:30-16:50

    点:化学学院芙兰讲学厅A402

总主持人:赵存元教授

 

报告题目:贵金属基催化甲酸氧化机理的理论研究

报告人:张冬菊 教授 山东大学化学与化工学院

 

报告摘要:直接甲酸燃料电池(DFAFCs)被认为是最有应用前景的新型能源系统,甲酸的电化学氧化效率是决定该类电池性能的关键因素.寻找对甲酸氧化催化活性好、抗中毒能力强的催化剂是DFAFCs研究中迫切需要解决的关键科学问题.我们着眼于在原子分子水平上理解贵金属基催化剂催化甲酸氧化的微观机理,用量子化学方法开展了系统的理论研究,探讨了甲酸电化学氧化的分子机理,分析了反应的热力学和动力学性质,弄清了双金属催化剂催化增效机制的微观本质,掌握了控制催化活性的关键因素, 完善了甲酸电化学氧化的理论模型,为DFAFCs新型阳极催化剂的开发和设计奠定了一定的理论基础.

报告人简介:

张冬菊,山东大学化学与化工学院,教授,博士生导师,理论化学研究所所长。多年来一直从事理论与计算化学的应用研究,围绕化学、环境及材料等领域中的一些关键科学问题,开展了深入细致的理论研究工作,致力于在原子、分子水平阐明一系列宏观现象的微观本质,取得了一些有重要学术价值的创新性研究成果,已在ACS Catal., Chem. Eur. J., ACS Appl. Mater. Interfaces, Envir. Sci. Technol., J. Phys. Chem. A/B/C, Organometallics, J. Org. Chem.国内外著名学术期刊发表SCI研究论文200余篇,为相关的实验研究提供了重要的理论依据。

 

 

报告主题:反常连续反应及Ni/Al双金属选择性催化理论研究

报告人:毕思玮 教授 曲阜师范大学化学与化工学院

 

报告摘要:连续反应是大学本科物理化学教材中的重要内容之一。对于给定的连续反应ABC(第一步是慢的,第二步是快的),按照正常情况,中间产物B一旦生成,它会接着向C转化,因为B生成C更容易。京都大学的Fujii and Ohno课题组发现了一个金催化反应,实验证实第二步(35分钟)比第一步(165分钟)快近5倍。其反常的实验现象是:在由A生成B165分钟围内,B并没有向C转化,尽管B生成C更容易。原因是什么? 这种对反常的连续反应的理论解决,将是对大学本科物理化学教材中连续反应内容的一个重要补充!过渡金属选择性催化是有机合成中的一个重要手段,其中廉价过渡金属用于选择性催化具有重要意义。双金属催化比单金属催化更容易实现反应选择性的调控。日本长崎大学的Kimura课题组实现了一个精妙的选择性催化反应来制备多取代芳香化合物:用Ni单金属做催化剂生成三种产物,用Ni/Al双金属催化体系只生成目标化合物。对此,我们将从理论上探讨其反应机制以及Al作为助催化剂的协同作用及产生选择性的根源。

 

报告人简介:

毕思玮,教授,理学博士,曲阜师范大学化学与化工学院副院长。2015年起被聘为曲阜师范大学特聘教授。2002-2004年在香港科技大学化学系林振阳教授课题组从事博士后研究,2010年到该课题组做访问研究。主要研究方向为金属有机催化理论研究。在Acs Catal.Chem.Eur.J.J.Org.Chem.Inorg.Chem.OrganometallicsJ.Phys.Chem.Dalton Trans.以及中国科学等学术期刊上发表论文160余篇。国家优秀青年科学基金、面上基金等科学基金评审专家。

 

报告题目:过渡金属催化环化反应中区域与化学选择性的理论研究

报告人:方冉 副教授 兰州大学化学与化学工程学院

报告人简介:

方冉,兰州大学化学与化学工程学院,副教授。1979年出生。 20006月毕业于西北师范大学化学化工学院,获工学学士学位。随后在西北永新化工股份公司参加工作。2009 年在中山大学化学化工学院获物理化学博士学位。同年进入兰州大学工作。目前主要研究方向包括: 1)应用量子化学;2)理论与计算化学;3)物理有机化学。目前主持国家自然科学基金面上项目一项,已结题国家自然科学基金青年基金,教育部博士点专项基金各一项。已在J. Am. Chem. SocAngew. Chem .Int. Ed., Organometallics, J. Org. Chem等国际著名学术期刊上发表论文三十余篇。

 

报告题目:多尺度分子模拟研究CO2在多孔材料中的吸附

报告人:曹风雷 博士 上海交通大学

 

报告摘要:随着计算机和模拟技术的飞速发展,计算化学能处理的时间空间尺度越来越大,在解释和预测实验结果中发挥着越来越重要的作用,成为化学研究不可或缺的一种手段。但模拟研究的结果受到许多方面的影响,以CO2在多孔材料中的吸附为例,结合高精度量子化学计算和分子力场分子模拟两种不同尺度的模拟方法,我们将讨论力场参数和模拟方法对模拟结果的影响。为了应对全球变暖的威胁,开发高效的捕捉和存储CO2手段成为人们必然的选择。多孔材料是一种非常有潜力的捕捉和存储CO2的材料。以量子化学计算数据为训练集,我们开发第一性原理的分子力场,该力场不依赖于实验数据,从而保证了力场的可靠性和独立性。结合GCMC方法和MD方法,研究了吸附过程的热力学平衡性质和动力学性质,成功预测了CO2在系列多孔材料中的吸附量,给实验设计新的捕捉和存储CO2的多孔材料提供了一些指导。

报告人简介:

曹风雷,博士,上海交通大学助理研究员。2010年在中山大学化学与化学工程学院取得博士学位,博士研究生期间主要采从事采用量子化学方法计算纳米材料性质的研究,2010-2012年,在上海交通大学做博士后研究,合作导师孙淮教授,2012-至今,上海交通大学助理研究员。目前主要研究兴趣包括全原子、粗粒化力场的开发,软物质材料热力学、动力学性质的高通量计算等。在J. Chem. Theory Comput.J. Chem. Inf. Model等期刊上发表论文10多篇。

 

报告题目:基于CO氧化反应的石墨烯基催化剂的性能调控

报告人:徐先燕 博士 韶关学院化学与环境工程学院

报告摘要:

CO催化氧化是一个重要的环境污染控制过程,在燃料电池、COZ激光器气体纯化、CO气体传感器、呼吸用气体净化装置等封闭体系中微量CO的消除中扮演着重要角色,又因其所涉及的反应过程相对简单且具有代表性,常用作科学基础研究方面催化剂研究的探针反应,因此关于CO氧化反应的研究一直是催化领域国际学术研究的热点。在石墨烯上引入杂原子,可以为CO氧化提供反应活性位点,利用物理化学手段可以调控CO氧化活性,进而开发稳定、廉价、高活性的CO氧化催化剂。

报告人简介:

徐先燕,2005~209年于中山大学本科毕业,于2015年获得中山大学化学与化学工程学院物理化学专业博士学位,现工作于韶关学院化学与环境工程学院,主要从事纳米材料的理论设计与模拟的相关研究。

 

报告题目:仿生策略的催化机理与催化剂设计:化学燃料储氢/释氢

报告人:柯卓锋 副教授 中山大学材料科学与工程学院

报告摘要:

氢作为一种清洁的可再生能源,有望帮助解决全球能源危机及其石化能源导致的环境污染问题。以化学燃料为载体,通过化学键的形式储存/释放氢能,是氢能循环利用的重要途径之一。关键在于设计高效的催化剂实现温和条件下可控的催化氢分子转化。一个重要的策略是模拟氢化酶活性中心的配体金属协同机制进行催化氢分子转化。我们近期在仿生双功能催化的理论研究和催化剂设计上取得了一定的进展,阐明了配体作用模式,金属中心电子态,和多功能位点选择等影响催化剂构效关系和机理变化的系列关键因素。更重要的是,我们从理论上拓展了一种禀异”Lewis-过渡金属亲电双功能的新概念。不同于传统仿生的Lewis-过渡金属双功能策略,Lewis-过渡金属催化剂的独特反应性和催化模式,有望为实现温和条件下可控的催化氢分子转化,循环利用氢能提供新的途径和思路。

报告人简介:

柯卓锋,副教授/博导。2005-2009年于中山大学/北德克萨斯大学攻读物理化学博士学位。2009-2012年,日本京都大学福井谦一FIFC特别研究员。现任职于中山大学材料科学与工程学院,研究方向为理论化学、催化化学。对生物体系的功能过程和作用机制进行仿生,研究分子转化的新方法与新机理,探索其在可再生能源、催化合成和高分子材料学等方面的应用。研究成果已在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catal., Chem. Rev. 等杂志发表SCI论文50多篇,引用1000余次。


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