由國(guó)際科學(xué)會(huì)議研究院主辦大連四葉草會(huì)展有限公司承辦的世界化學(xué)論壇（WCF-2024）于2月1日在日本大阪拉開(kāi)帷幕。本次大會(huì)共分為化學(xué)和環(huán)境催化兩大部分十大科學(xué)議題。一共吸引近百位來(lái)自全球18個(gè)國(guó)家和地區(qū)的知名專家學(xué)者和企業(yè)代表前來(lái)。

 

　　本次化學(xué)論壇將為期三天，涉及主題論壇、平行分論壇、海報(bào)展示、歡迎晚宴等環(huán)節(jié)。

 

　　在第一天上午舉辦的主題論壇，我們一共有四位業(yè)內(nèi)知名人士帶來(lái)了他們的成果分享。

 

　　首先是中科院院士來(lái)自吉林大學(xué)的馮守華博士

 

　　他帶給我們的是關(guān)于《原子尺度二極管用于生態(tài)能源》

 

　　他認(rèn)為鈣鈦礦型氧化物為超導(dǎo)和巨磁電阻等提供了神奇的結(jié)構(gòu)模型，而尋找具有特定性能的納米和/或原子尺度器件的研究已經(jīng)廣泛展開(kāi)。他的演講從水熱法合成獨(dú)特的先進(jìn)材料開(kāi)始，接著描述鈣鈦礦型氧化物中復(fù)雜的混合價(jià)錳，揭示了非凡的原子尺度效應(yīng)。這一類立方鈣鈦礦型氧化物是通過(guò)所謂的水熱不均一反應(yīng)，在強(qiáng)堿介質(zhì)條件下合成的。這些來(lái)自水熱環(huán)境的獨(dú)特先進(jìn)材料展示了錳的三種氧化態(tài)和調(diào)控的結(jié)構(gòu)。

 

　　最近，他們團(tuán)隊(duì)觀察到原子尺度p-n結(jié)呈現(xiàn)出增強(qiáng)的光化學(xué)、信號(hào)檢測(cè)和超流特性，與自然光合生物、綠色化學(xué)和生態(tài)能源有一定的關(guān)聯(lián)。這些發(fā)現(xiàn)為我們理解原子尺度器件在光合作用、信號(hào)檢測(cè)和超流方面的應(yīng)用提供了新的視角。

 

　　接著中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授，宋禮博士帶給我們《X射線探測(cè)2D層狀能源材料》。他認(rèn)為：由于其超薄層狀結(jié)構(gòu)和豐富的元素多樣性，二維（2D）MXenes正成為有望用于能源生成和存儲(chǔ)的前景能源材料。原理上，MXenes可以通過(guò)從MAX相中選擇性腐蝕A層而制備，呈現(xiàn)出具有過(guò)渡金屬碳化物/氮化物層的六角晶體結(jié)構(gòu)。由于在腐蝕反應(yīng)中涉及到陰離子和陽(yáng)離子的參與，獲得詳細(xì)信息，如相變、晶格變化、腐蝕時(shí)間尺度等，仍然是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)原位和操作技術(shù)，以進(jìn)一步研究并實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜而快速的腐蝕過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在這里，宋博士通過(guò)多種同步輻射X射線技術(shù)和原位方法，介紹我們最近在MXenes中結(jié)構(gòu)和相變方面的研究結(jié)果。

 

　　第三位出場(chǎng)的是來(lái)自意大利Exacer s.r.l.的Markus M. Schubert博士，他演講的內(nèi)容是關(guān)于《新型介孔碳載體用于固定床應(yīng)用》

 

　　他指出，有兩個(gè)明顯的趨勢(shì)推動(dòng)著對(duì)于專用碳載體在固定床應(yīng)用中的需求：一方面，在制藥和香料化學(xué)過(guò)程中，人們強(qiáng)烈希望將漿床轉(zhuǎn)變?yōu)樗^的‘流動(dòng)化學(xué)’，這是一種連續(xù)的過(guò)程，更加高效，有助于防止在漿床過(guò)程的過(guò)濾步驟中發(fā)生的金屬損失。另一方面，目前涌現(xiàn)出大量的新型‘可持續(xù)’過(guò)程，如廢物回收、從生物質(zhì)基原料中提取化學(xué)品以及氫氣的生產(chǎn)和運(yùn)輸。所有這些過(guò)程通常都包含大量水分，因此常常在水熱條件下進(jìn)行，有時(shí)甚至在極端pH值下進(jìn)行，而標(biāo)準(zhǔn)的載體，如氧化鋁、硅或甚至氧化鋯，不再是可行的選擇。市場(chǎng)上已經(jīng)有一些碳載體的例子，但它們要么在純度和機(jī)械穩(wěn)定性方面存在缺陷，通常只有微孔，導(dǎo)致了擴(kuò)散問(wèn)題，要么它們的價(jià)格范圍對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)是無(wú)法接受的。

 

　　他們公司研發(fā)出了一類新型的碳載體，幾乎是純介孔的，具有可比較的機(jī)械特性，例如常規(guī)用于固定床應(yīng)用的γ-氧化鋁擠壓塊。這些新的載體在任何pH值下都能在水熱條件下保持完全穩(wěn)定。這種碳材料已經(jīng)以噸為單位生產(chǎn)，并在基于糖的化學(xué)品過(guò)程中具有工業(yè)應(yīng)用。他們使用新的載體材料以及其他可用的活性炭擠壓塊制備了Pt-Au/碳催化劑，并在將葡萄糖催化氧化為葡萄糖醛酸的過(guò)程中對(duì)催化劑進(jìn)行了測(cè)試。具有我們新型載體的催化劑明顯表現(xiàn)出最佳產(chǎn)率和選擇性。

 

　　最后一位主題報(bào)告嘉賓是中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所，王丹研究員。他帶給我們的是《中空多殼結(jié)構(gòu)的合成化學(xué)》

 

　　中空多殼層結(jié)構(gòu)（Hollow Multishelled Structure，以下簡(jiǎn)稱HoMS）具有多個(gè)由外至內(nèi)次序排列的殼層以及被殼層分隔開(kāi)的各自獨(dú)立又相互連通的閉合空腔。與其它多孔結(jié)構(gòu)或骨架結(jié)構(gòu)相比，HoMS具有獨(dú)特的時(shí)空順序?qū)傩裕陔姶挪ㄎ?、催化、藥物釋放、電化學(xué)儲(chǔ)能、傳感等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力，引起了科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。

 

　　作為典型的多功能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，在過(guò)去的十年里，中空多殼結(jié)構(gòu)（HoMS）的制備和應(yīng)用取得了巨大的進(jìn)展。在這個(gè)演講中，王博士描述一種新的順序模板法合成中空多殼結(jié)構(gòu)的方法，以及它們的成分和介觀結(jié)構(gòu)調(diào)控，然后回顧它們?cè)诳沙掷m(xù)能源和環(huán)境領(lǐng)域中的具體應(yīng)用，這歸功于它們的時(shí)空有序性和動(dòng)態(tài)智能行為，如鋰離子電池、CO2光還原、水分解以及順序抗菌劑釋放。重點(diǎn)突顯了中空多殼結(jié)構(gòu)與其特定性能之間的關(guān)聯(lián)。這些結(jié)果表明，特殊的幾何形狀直接影響這類材料的物質(zhì)存儲(chǔ)和輸運(yùn)性質(zhì)，以及其他潛在應(yīng)用。最后，他進(jìn)一步討論了中空多殼結(jié)構(gòu)面臨的緊迫挑戰(zhàn)和未來(lái)發(fā)展方向。

 

　　上午的主題論壇得到了全體參會(huì)者的一致認(rèn)可，下午開(kāi)啟了平行分論壇，將圍繞：藥物化學(xué)、分析化學(xué)、電催化、環(huán)境催化、綠色合成以及可持續(xù)發(fā)展能源等展開(kāi)分享。

 

　　傍晚的歡迎晚宴，在一片歡歌笑語(yǔ)中愉快結(jié)束，接下來(lái)兩天我們的與會(huì)者將分享更多的精彩內(nèi)容。