高等催化技術(shù)目錄01催化技術(shù)概述02催化技術(shù)的應(yīng)用03催化技術(shù)的挑戰(zhàn)04催化技術(shù)的創(chuàng)新05催化技術(shù)的未來趨勢06催化技術(shù)的教育與培訓催化技術(shù)概述01催化技術(shù)定義通過催化劑降低反應(yīng)活化能，加速化學反應(yīng)速率，自身不參與反應(yīng)。催化作用本質(zhì)包括多相催化、均相催化及酶催化，適用于不同反應(yīng)體系。催化技術(shù)分類催化作用原理催化通過降低活化能加速反應(yīng)，1836年由J.J.Berzelius提出。催化定義與歷史分為熱催化、光催化、電催化，各具工業(yè)、環(huán)保、能源轉(zhuǎn)化優(yōu)勢。催化作用類型催化劑分類分為液體、固體及氣體催化劑，如酸液催化劑與金屬固體催化劑按狀態(tài)分類分為均相與多相催化劑，前者如可溶性金屬化合物，后者如分子篩按相態(tài)分類催化技術(shù)的應(yīng)用02工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用煉油、合成氨等工藝依賴催化劑提升效率，如催化裂化提高汽油產(chǎn)量。石油化工生產(chǎn)01催化劑凈化汽車尾氣，轉(zhuǎn)化有害氣體為無害物質(zhì)，減少大氣污染。環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用02環(huán)境保護應(yīng)用廢氣凈化催化燃燒處理VOCs，凈化效率超95%，減少二次污染廢水處理光催化降解有機物，電催化氧化重金屬，提升水質(zhì)固廢資源化催化熱解氣化，轉(zhuǎn)化廢物為能源，實現(xiàn)資源循環(huán)新能源領(lǐng)域應(yīng)用01氫能制備光熱協(xié)同催化制氫，能耗降低40%-50%，實現(xiàn)綠氫規(guī)?；a(chǎn)02碳轉(zhuǎn)化利用CO?加氫制甲醇，選擇性超85%，實現(xiàn)碳資源循環(huán)利用03廢舊塑料回收微波協(xié)同催化，5分鐘降解PET，能耗僅為傳統(tǒng)工藝1/8催化技術(shù)的挑戰(zhàn)03催化劑穩(wěn)定性問題催化劑易受反應(yīng)體系雜質(zhì)毒化，活性位點失活，不同催化劑對雜質(zhì)的抗毒穩(wěn)定性差異顯著?？苟灸芰θ?304催化劑在高溫下易發(fā)生燒結(jié)、晶格重組，導致活性下降，如貴金屬催化劑在苛刻條件下的穩(wěn)定性挑戰(zhàn)。高溫失活0102催化劑穩(wěn)定性問題高效催化劑開發(fā)開發(fā)高活性、高選擇性催化劑，減少副產(chǎn)物，提升反應(yīng)效率?；钚耘c選擇性減少有毒物質(zhì)使用，開發(fā)綠色催化劑，助力碳中和目標。環(huán)境友好性增強催化劑抗中毒能力，延長使用壽命，降低工業(yè)成本。穩(wěn)定性與耐久性010203可持續(xù)催化過程提升原子經(jīng)濟性，減少資源消耗，實現(xiàn)廢棄物資源化。資源高效利用減少有害物質(zhì)生成，降低溫室氣體排放，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)。環(huán)境友好性催化技術(shù)的創(chuàng)新04新型催化劑研究中加聯(lián)合研發(fā)，室溫穩(wěn)定除CO，成本降低約50%，空氣凈化潛力大鉑-鐵鎳催化劑01原子級界面設(shè)計，270℃高效制氫聯(lián)產(chǎn)乙酸，零碳排放抗失活鉑-銥雙金屬催化劑02空氣/濕氣穩(wěn)定，C-H官能團化高效通用，加速新反應(yīng)發(fā)現(xiàn)釕前催化劑RuAqua303催化過程優(yōu)化從材料、形態(tài)、表面修飾優(yōu)化催化劑，提升選擇性與活性催化劑設(shè)計創(chuàng)新利用溫和條件、低能耗體系，探索催化反應(yīng)新機制反應(yīng)條件調(diào)控綠色催化技術(shù)清華唐軍旺團隊提出“光子-聲子協(xié)同催化”，實現(xiàn)溫和條件高效轉(zhuǎn)化。光子-聲子協(xié)同中科院團隊通過鹵素調(diào)控，實現(xiàn)費托合成二氧化碳“零排放”，烯烴產(chǎn)率超85%。費托合成零碳排西交大孔春才團隊設(shè)計雙功能催化劑，實現(xiàn)VOCs高效降解與CO?還原。雙功能催化劑催化技術(shù)的未來趨勢05智能化催化系統(tǒng)實時感知調(diào)控集成AI與傳感技術(shù)，動態(tài)優(yōu)化催化條件，提升效率與選擇性。智能化催化系統(tǒng)3D打印微反應(yīng)器陣列，構(gòu)建智能化催化網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)高效協(xié)同。微型化網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展融合光譜、質(zhì)譜等多手段，全面監(jiān)測催化劑結(jié)構(gòu)與性能。多模態(tài)傳感集成生物催化技術(shù)通過定向進化等技術(shù)優(yōu)化酶性能，提升催化效率與穩(wěn)定性高效酶開發(fā)設(shè)計人工代謝路徑，實現(xiàn)高價值化合物工業(yè)化合成合成生物學整合納米催化技術(shù)在納米尺度構(gòu)建約束環(huán)境，精準調(diào)控催化反應(yīng)，提升資源利用效率。納米限域催化利用光激發(fā)產(chǎn)生自由基，降解污染物，應(yīng)用于空氣凈化、水處理等領(lǐng)域。納米光催化應(yīng)用納米材料作電催化劑，高活性、高選擇性，應(yīng)用于廢水處理、氫氣生產(chǎn)等。納米電催化發(fā)展催化技術(shù)的教育與培訓06催化技術(shù)課程設(shè)置涵蓋催化原理、反應(yīng)動力學等基礎(chǔ)知識，奠定理論根基?；A(chǔ)理論課程設(shè)置催化實驗、儀器操作等實踐環(huán)節(jié)，提升動手能力。實踐操作課程實驗室與實踐教學通過實驗室操作，學生掌握催化實驗基本技能，提升動手能力。實驗技能培養(yǎng)01實踐教學強化催化技術(shù)在實際問題中的應(yīng)用，培養(yǎng)解決