[00128134]多级孔杂化材料自组装及绿色催化机理的研究

本项目开展新型多孔催化材料设计及其绿色催化应用的研究,主要贡献： （1）多孔催化材料制备方法学创新：率先采用自组装法,喷雾干燥法和模板法等新技术,合成一系列具有活性中心分子结构明确、活性位分散均一以及负载量可变、孔结构可控和孔表面性质可调的多孔有机金属催化剂、多孔手性有机金属催化剂、多孔固体酸催化剂、多孔金属纳米粒子负载型催化剂以及多孔多功能催化剂,揭示了催化材料物化性质调控规律和合成机制,部分催化剂实现规模化制备; （2）多级结构有机无机杂化材料组装机理：考察各种条件如合成方法、模板剂、温度、介质、添加反应物次序等对材料生长、孔结构和形貌结构的影响机理,研究后处理对材料结构的影响,阐述无机有机单元的合成机理、自组装以及交叉组装机理,进一步探索嫁接法及原位组装法进行表面化学修饰机理,阐述修饰剂与本体材料的匹配规律以及进一步功能化机理。 （3）绿色催化反应体系和反应机理创新：率先创造性地利用水作为反应溶剂,替代有毒有害溶剂,实现高效非均相催化水介质清洁合成,包括碳-碳偶联反应、异构化反应、一锅串联反应以及手性加氢反应等,构建了烯丙醇类、芳烃类、腈类、羟基酮类、氧杂蒽酮甙类和吡喃杂环类等高附加值化学品的绿色合成新体系。研究了多孔催化剂物化性质与催化性能间的使役关系,揭示了单一活性中心、载体孔结构与表面性质、活性位化学微环境等关键因素,构建了催化剂组成-结构-性能间的构效关系,为绿色催化领域提供了技术支撑和科学基础。在大量实验及理论研究的基础上,与相关企业产学研合作,已实现非天然氨基酸绿色合成应用。 本项目历时十余年,多项研究成果处于国际领先地位。承担国家杰出青年基金、国家自然科学基金委国际合作项目和上海市基础重大项目等一批科研项目;已发表93篇SCI论文,论文总他引1503次,8篇代表作中包括3篇J. Am. Soc. Chem.和2篇Angew. Chem. Int. Ed.,论文总他引303次,20篇重要论文总他引总他引404次;主编英文专著1部、中文专著2部、参编英文专著1部;获得中国授权发明专利23项。承办了全国催化剂制备科学与技术研讨会、全国精细化工催化会议、全国环境化学大会、资源化学国际学术研讨会等;项目负责人李和兴担任中国光催化专委会副主任、Appl. Catal. B副主编等,申报成功化学高原学科、环境功能材料教育部创新团队、资源化学教育部重点实验室、资源化学国际合作联合实验室、光能源材料111引智基地和上海市绿色能源化工工程技术研究中心,在国际上有较高知名度和影响力。 通过本项目研究,丰富和发展了多孔催化材料制备技术,拓展了绿色催化应用范畴,深化了绿色催化理论研究,为推动化学、材料和环境学科发展,推非均相催化剂在绿色合成中的应用做出了重要贡献。