大连理工大学化工学院郭新闻

tylao

郭新闻，男，1967年生，大连理工大学教授，博士生导师，催化学报、石油学报（石油加工）编委，国际期刊Chemical Engineering Technology编委，辽宁省“百千万人才工程”百人层次，教育部“新世纪优秀人才”人选。1985年9月-1989年7月，大连理工大学高分子材料系读本科，获得工学学士学位；1989年9月-1994年9月在大连理工大学工业催化专业硕博连读，获工学博士学位。1994年9月-1996年10月，大连理工大学工业催化系讲师，1996年10月-2001年4月，大连理工大学工业催化系副教授，2001年4月-至今，大连理工大学工业催化系教授。2001年4月-2002年4月年获得教育部“21世纪教育振兴行动计划”计划资助赴美国宾夕法尼亚州立大学做访问教授。2004年11月－2005年3月受到宾夕法尼亚州立大学宋春山教授的邀请再次对该校进行访问研究。2002年获中国石油和化学工业协会科技进步一等奖（排名3）；2003年获得国家科技进步二等奖（排名3）；2007年被评为大连市第四批优秀专家；2008年获得中国石油和化学工业协会青年科技突出贡献奖。已申请发明专利30项，授权15项，SCI收录论文260篇。主要研究方向：多相催化，分子筛催化，择形催化，选择氧化。

郭新闻

基本信息Personal Information

教授博士生导师 硕士生导师

主要任职：化工与环境生命学部副部长

性别：男

毕业院校：大连理工大学

学位：博士

在职信息：在职

所在单位：化工学院

学科：工业催化物理化学

办公地点：化工实验楼B427

联系方式：0411-84986133

电子邮箱：guoxw@dlut.edu.cn

个人简介Personal Profile

教育经历Education Background

1989.91994.9大连理工大学工业催化博士

1985.91989.7大连理工大学高分子学士

1982.91985.7河南辉县一中无

工作经历Work Experience

1994.9至今大连理工大学

研究方向Research Focus

二氧化碳催化转化制高附加值化学品；

计算催化；

钛硅分子筛催化丙烯环氧化绿色技术；

芳烃择形催化（甲苯甲醇烷基化）；

MOF材料的形貌调控；

多级孔分子筛催化剂的设计合成

专利

一种合成B-β杂原子分子筛的方法

一种合成对二甲苯的纳米分子筛催化剂及其制备方法

用于焦化苯气相乙基化制乙苯的耐硫工业催化剂

一种二乙基二氨基甲苯的制备方法

一种正硅酸乙酯改性硅硼分子筛，其制备方法及应用

一种改性硅硼分子筛，其制备方法及应用

科研项目

煤焦油加氢脱氮SDDN-12催化剂的研究开发, 2014/03/20-2016/03/19, 进行

FCC汽油加氢改质催化剂及工艺研究, 企事业单位委托科技项目,2008/12/01-2010/12/01, 进行

CO2 加氢合成液体燃料与含氧化合物的催化新体系研究, 国家科技部 , 2016/07/01, 进行

环境友好的丙烯直接氧化合成环氧丙烷新技术与工业示范, 主管部门科技项目, 2016/07/01, 进行

特种树脂催化剂性能研究和工艺开发, 企事业单位委托科技项目, 2015/05/28-2019/05/28, 进行

关于全面开展产学研合作及建立丹东明珠·大连理工联合实验室合同, 企事业单位委托科技项目, 2014/04/18-2019/04/18, 进行

jinlierwei

ZSM-5沸石分子筛以其优异的催化性能、选择性吸附性能，同时具有热稳定性、化学稳定性等优点，被广泛用于催化反应，吸附材料以及分离膜材料中。虽然3D ZSM-5沸石的研究与应用已相当成熟，但仍无法满足人们的需求。研究发现，当ZSM-5分子筛的直孔道长度低于 50 nm 时，扩散限制的影响将显著减轻，因此实现扩散性、活性以及稳定性同步提高的2D ZSM-5纳米片的制备逐渐成为国内外研究的热点。尽管研究者们已经报道了很多关于ZSM-5纳米片的制备方法，但如何高效合成b轴厚度小于50 nm的超薄纳米片并精确控制其厚度和纵横比仍然存在很大的挑战。

        基于上述问题，大连理工大学郭新闻教授课题组，与香港中文大学宋春山教授、大连化学物理研究所刘伟研究员等课题组合作，在Chemistry of Materials（影响因子为9.811）发表题为“Tailored Synthesis of ZSM-5 Nanosheets with Controllableb-Axis Thickness and Aspect Ratio: Strategy and Growth Mechanism”的研究论文。该工作报道了一种简便的合成策略，协同晶种诱导法与矿化剂辅助法一步合成出b 轴厚度为 20 nm 的 ZSM-5 纳米片。通过调控晶种加入量及老化条件，在实现对纳米片b 轴厚度和纵横比精确控制的同时，可将晶化时间缩短至仅3h，大大节约了成本。其短的直孔道促进了分子在微孔中的扩散并提高了酸性位点的可接近性，在正庚烷裂解反应中表现出优异的催化活性，预计不同厚度和纵横比的纳米片可广泛用于受扩散限制的催化反应以及缺陷较少的沸石膜的制备中。此外，本文还系统地解释了晶种和氟化铵在纳米片生长过程中的重要作用，并结合实验验证了ZSM-5纳米片有趣的生长过程，从而直观地了解纳米片的生长机制，该策略为研究其他拓扑结构沸石纳米片的合成提供了思路。
        论文第一作者为大连理工大学化工学院博士生张嘉兴，共同通讯作者为化工学院张安峰副教授、郭新闻教授和香港中文大学宋春山教授。工作得到了国家自然科学基金、辽宁省“兴辽英才”计划高水平创新团队等资助。
        文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c00001

jinlierwei

太阳能驱动CO2转化为化学品是缓解能源和环境问题比较有前景的路径，成为当前催化领域研究的热点。然而，光生电荷的快速复合以及不可避免的副产物，限制了高效、高选择性的光催化CO2转化，使其面临很大的挑战。因此，通过半导体催化剂的精细设计与制备提高催化活性与选择性就显得十分重要。
        近日，大连理工大学郭新闻团队在Chemical Engineering Journal期刊（影响因子13.273）上发表题为“Engineering Unsaturated Coordination of Conductive TiOxClusters Derived from Metal–Organic–Framework Incorporated into Hollow Semiconductor for Highly Selective CO2Photoreduction”的文章。该论文利用金属有机骨架作为模板，设计制备了富含Ti3+配位不饱和的TiOx团簇镶嵌在纳米片组装的ZnIn2S4中空材料，将光还原CO2生成CO的选择性从46%调节到90%，活性提高接近3倍。TiOx团簇修饰的中空结构具有增强的光吸收性能；增加的比表面积和孔体积促进CO2吸附；相界面发生的电子转移明显地提高了电荷分离和传递效率；材料表面增强的疏水性降低了对水的吸附和活化能力，明显地抑制了副产物H2的生成。实验和理论计算的结果表明：相界面上ZnIn2S4向TiOx团簇的电子转移有效地抑制了电荷复合，提高了电子的利用率。反应的活性位点为富含Ti3+的TiOx团簇，它作为助催化剂通过Ti3+和Ti4+的电子循环提供更多的电子捕获位点活化CO2分子，进而提高催化活性；通过降低亲水性抑制副产物H2的生成，提高CO产物的选择性。该工作为设计原子级别的金属氧化物助催化剂同时调控半导体的精细结构提供新思路。

图1.（a）TiZIS材料的合成流程图，（b.c）扫描电镜照片，（d）透射电镜照片，（e.f）高分辨率的透射电镜照片，（g）球差电镜照片，（h-m）元素分布照片。

          论文的第一作者为大连理工大学化工学院博士后时海南和博士生杜君，论文通讯作者为大连理工大学侯军刚教授和郭新闻教授，该研究得到辽宁省兴辽英才计划高水平创新团队、国家自然科学基金的资助。
        论文链接：Hainan Shi, Jun Du,Haozhi Wang,Zhenghao Jia, Dingfeng Jin, Jiaqi Cao, Jungang Hou, Xinwen Guo, Engineering Unsaturated Coordination of Conductive TiOxClusters Derived from Metal–Organic–Framework Incorporated into Hollow Semiconductor for Highly Selective CO2Photoreduction.
        https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135735

taipingyang

苯与甲醇烷基化制甲苯与二甲苯已逐渐成为生产一系列高附加值化工产品、平衡芳香族生产需求的重要途径。其中以ZSM-5沸石为代表的MFI沸石，由于其0.5−0.6 nm的微孔孔径与苯、甲苯以及二甲苯的分子尺寸相近，被广泛应用于该反应中。然而，传统ZSM-5沸石中较长微孔孔道的存在严重阻碍了芳烃分子的扩散，加剧了深度反应的发生，导致产物选择性降低，且催化剂易积炭堵孔而失活。此外，由于反应物中甲醇的动力学直径比苯小很多，其在微孔中的扩散也更快。长的微孔孔道易导致甲醇富集，进而发生甲醇制乙烯、乙烯与苯烷基化等副反应，使得副产物中乙苯选择性升高，甲醇有效利用率降低。且乙苯与主产物二甲苯的沸点相近，分离能耗高。因此设计合成高效的烷基化催化剂以同时实现高活性、低乙苯选择性、高甲醇利用率以及高稳定性具有重要的研究意义与应用价值。

图1 b轴取向ZSM-5纳米片催化苯与甲醇高效烷基化

        基于上述问题，大连理工大学郭新闻教授课题组与大连理工大学任利敏研究员、马萨诸塞大学阿默斯特分校Fan Wei教授、阿卜杜拉国王科技大学Han Yu教授等课题组合作，在ACS Catalysis发表题为“b-Axis-Oriented ZSM-5 Nanosheets for Efficient Alkylation of Benzene with Methanol: Synergy of Acid Sites and Diffusion”的研究论文。该工作在前期合成b轴厚度可控的ZSM-5沸石纳米片的基础上（Chem. Mater.2022, 34, 3217–3226），系统研究了厚度为30、100和300nm 的ZSM-5纳米片在苯与甲醇烷基化反应中的性能差异，并深入探索了30 nm厚的沸石纳米片高转化率以及高选择性的原因，揭示了扩散性能与酸性质的协同作用对反应性能的影响机制。在此基础上，进一步通过预积碳（后处理）和引入杂原子Ga（原位合成）策略来优化催化剂酸性，在抑制副产物乙苯生成（<0.3%) 的同时仍能保持长周期运转（>300 h)。
       该工作凸显了ZSM-5纳米片的显著优势，因为b轴厚度（直通道方向）的缩短不仅可以提高催化剂的扩散性能、同时还表现出更多的酸位点暴露度、更少量的骨架缺陷以及更高的容焦能力等优点。在催化裂化（Chem. Mater.2022, 34, 3217–3226），甲醇制汽油(Ind. Eng. Chem. Res.2022, 61, 6322−6332) ，乙烷与苯烷基化（Fuel2023, 342, 127764）等多种催化反应中均表现出优异的催化性能。我们有理由相信，MFI纳米片是极具工业应用前景的沸石材料，尤其是在受扩散限制的催化反应中。此外，涉及到高温、有水参与或生成的反应中，其低含量缺陷位点所带来的高水热稳定性的优势也能发挥重要作用。
      论文第一作者为大连理工大学化工学院博士生张嘉兴，共同通讯作者为化工学院张安峰副教授、郭新闻教授和张大煜学院任利敏研究员。工作得到了辽宁省兴辽英才高水平创新团队，新疆维吾尔自治区重点研发计划项目，以及中央高校基本科研业务费专项资金的资助支持。
       文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c00001