物化简介及催化前沿.pptVIP

高等物理化学

1425量子化学结构化学催化科学3化学反应动力学胶体与界面化学869710电化学光化学与光物理化学热力学高能化学计算化学物理化学所包含的三级学科

●从单分子、分子聚集体到凝聚态体系●从分子间弱相互作用到化学键形成●借助现代物理化学手段和理论方法，获取基态到激发态、稳态到瞬态的分子结构以及动态变化的信息物理化学研究对象

物理化学与其他学科交叉日益密切物理化学环境科学信息物理学材料生命数学能源

物理化学研究方法的特点●宏观、微观研究相结合●体相与表/界面研究相结合●静态与动态相结合，并进一步深入到化学反应控制的研究●理论与实验的结合

基金委鼓励研究领域界面科学的基础研究及其在材料与生命科学中的应用研究理论化学新方法及其在生命、材料、环境和信息等领域中的应用基础研究；新催化材料、新催化反应、催化反应机理及原位动态表征技术及其在能源、资源与环境领域的应用研究；电化学反应调控及有重要应用前景的基础研究；光、电、磁等功能材料合成过程的调控策略以及在液相、固相中基本物理化学过程的研究；化学信息学研究中的新思路和新方法；生命体系中的物理化学问题；纳米组装、纳米结构、纳米器件等纳米体系中的基本物理化学问题。

催化是物理化学中最活跃的前沿之一催化化学是化学基础研究最主要的领域之一，它直接涉及化学反应中化学键的断裂与形成的机理。催化被公认为是化学工业的基石，是制造织物、食品、燃料、药物的关键科学和技术。据统计，当今化学品生产的60％和化工过程的90％是基于催化作用的化学合成过程。在发达国家，GDP的20％-30％是催化通过其过程和产品直接和间接贡献的。催化是保护环境的核心乃至源头性的科学和技术，从而具有重大的社会效益。

催化学科领域的发展趋势和目标1.新催化材料和新催化过程烷烃活化：探索C-H键可控活化的影响因素，开拓甲烷选择转化为较高相对分子质量产物的新途径，发现和发展低碳烷烃同系化的新型催化剂；选择氧化：氧化物表面不同氧物种的表征及其在烷烃活化和转化中的作用，活化O2的新方法，烷烃选择氧化和氧化脱氢的选择性控制因素，烯烃和芳烃的选择氧化，烷烃、烯烃、芳烃选择氧化新催化剂的研发；固体酸催化剂上的烷基化：具有低温、持久活性的固体酸催化剂的研发，影响其酸中心密度和强度因素的探明；CO/H2与底物直接催化合成含氧化合物，副产物、废物生成和能源消耗最小化；

催化学科领域的发展趋势和目标1.新催化材料和新催化过程（续）高选择性催化合成，包括立体和区域选择催化合成；替代和可再生资源：以烷烃部分替代烯烃用于石油化工，混合聚合物的催化解聚，CO2/CO选择合成化学品，纤维素和碳水化合物转化为化学品；聚合反应：控制聚合物结构和组成的方法，发展多相单中心催化剂和在烯烃聚合中引入种种官能团的催化剂；催化剂的高通量合成和评价

催化学科领域的发展趋势和目标2.原位、动态表征催化剂和催化反应机理的新方法发展在真实反应条件下用于催化剂表面化学分析的具原子分辨率的原位表征技术；发展在反应条件下对催化剂结构和吸附质结构及其变化的快速表征技术；发展可指导和加速催化剂开发的预测技术。

催化学科领域的发展趋势和目标3.新理论方法发展可处理较多原子（如100～1000个原子）的有效量子化学方法；发展预测催化剂表面基元反应速率系数的精确方法；发展描述在多孔催化剂上反应和扩散的有效预测技术和计算规则；通过与工业操作条件下实验数据的比较，证实理论计算结果；发展对新催化材料的性能和新反应的结果进行成功预测的理论计算方法。

我国物理化学在国际上已有一定影响催化化学：李灿院士催化材料、催化反应和催化的光谱表征在13th国际催化大会（2004年7月）上获国际催化奖(InternationalCatalysisAward）当选国际催化协会理事会副主席。2008年已自动升任主席。

Prof.CanLi’sgroup,DICP,ACS

AccountsofChemicalResearch,2009,43,378

HeterogeneouschiralcatalystXiangetal,Angew.Chem.Int.Ed.,2002,41,821

CatalystTi/substrateConversion(%)TONee[%]TIP/DET5%7615837a2%2914867b2%2211847a5%4912787b5%431080Table1.Asymmetricepoxidationofallylalcohol

ChiralcatalystsencapsulatedinnanocagesSBA-16

CatalystAdsorptionTrappingc