碳基能源转化利用的催化科学重大研究计划2015年度度项目.pdfVIP

“碳基能源转化利用的催化科学”重大研究计划2015年度项目指南 “碳基能源转化利用的催化科学”重大研究计划面向碳基能源高效利用的国 家重大战略需求，针对催化表界面化学所涉及的关键科学问题开展系统深入的研 究。本计划注重催化剂结构、表界面特性，以及外场环境对催化剂表界面电子态 的影响和调控，重点关注能源小分子高效转化相关的C-H键和C-O键的催化活化 及C-C偶联等反应；创新碳基能源利用的化工过程，优化反应历程，以达到高效、 环保和CO2低排放的目标；建立和发展高分辨表征手段，实现在实际催化反应条 件下对反应过程进行精准表征；发展新的理论方法，实现在接近真实催化反应条 件下的理论模拟和预见，为未来在分子、原子水平上对催化剂活性中心进行理性 设计提供指导。 一、科学目标 本研究计划拟通过化学、化工、数理、材料等多学科交叉融合，针对碳基能 源分子的高效转化，在催化相关的理论和实验的创新上取得突破，充分发挥和放 大我国在微纳米和表界面研究领域的优势，力争在催化表界面理论研究方面形成 特色；着重解决碳基资源无氧转化、合成气高效转化和CO2高值利用等过程的关 键科学问题，推动碳基能源的产业革命；造就高水平、结构合理的研究队伍，培 养精于理论和实验科学研究的优秀青年学者，大力提升我国在这一领域的竞争力 和国际地位。 二、核心科学问题 （一）催化剂固体表界面局域原子和电子结构的精准设计与构建； （二）碳基载能分子在表界面的选择活化和可控重构； （三）催化剂固体表界面特性与环境和外场的相互作用机制及调控规律。 三、2015年度重点资助研究方向 本重大研究计划前期主要以“培育项目”和“重点支持项目”的形式予以资 助，在要求和资助强度上有所不同。对探索性强、选题新颖的申请将以“培育项 目”方式予以资助；对具有原创性、有一定工作积累、有望取得重要突破的申请 将以“重点支持项目”的方式予以资助。鼓励化学、化工、物理、材料等来自不 同学科的研究队伍共同参与申请。拟重点资助以下方向： （一）研究涉碳化学键 （如C-C、C-H和C-O等）催化活化新机制、新途径， 实现碳基载能分子高效转化。 探索通过催化剂表界面结构调控以提高催化特性的新方法。研究甲烷等低碳 烷烃活化新途径；煤、重油、生物质等稠环大分子的精准活化直接获取液体燃料 和化学品的新思路；以及光、电等外场偶合对催化过程的强化新机制。 （二）C-C键偶联的精准控制，实现费托（F-T）转化的概念新突破。 研究催化剂表界面原子结构及缺陷态的调控规律和反应分子（如 CO 和 H2 等）在催化剂表面的吸附和反应机理；及C-C键形成和偶联增长的精准控制策略 及机制。 （三）突破碳基资源电催化转化关键科学问题，实现CO2高效转化。 调控电催化剂结构和性能，构筑电催化表界面新体系；研究光、热和表面等 1 离子体等与电耦合CO2分子还原新机制，提高过程效率，实现电能向化学能高效 转换和可再生能源的高效储存。 （四）反应条件下催化表界面的高灵敏、高分辨表征及理论模拟。 发展适合于催化反应原位-动态环境和涉及外场作用条件下对微纳催化表界 面进行高灵敏和高分辨表征新技术和新理论；建立催化过程多尺度理论研究的新 方法，注重催化过程的动态模拟。 四、遴选项目的基本原则 为确保实现总体目标，本重大研究计划要求： 1.鼓励开展前沿领域探索性研究，优先支持具有原创性的催化表界面新概念、 新理论、新体系、新方法的研究。 2.鼓励多学科实质性交叉合作研究，特别是数理、材料、化学、化工等学科 间的相互交叉。注重理论与实验的有机结合。 3.鼓励开展国际合作研究。 五、2015年度资助计划 2015 年度计划资助“直接费用”约4500 万元，拟资助“培育项目”20-30 项，直接费用的资助强度约80万元／项，资助期限为3年，申请书中研究期限 应填写“2016年1月-2018年12月”；拟资助“重点支持项目”6项，直接费用 的资助强度300-400万元／项，资助期限为4年，申请书中研究期限应填写“2016 年 1月-2019 年 12月”。申请人只填写“直接费用”预算，“间接费用”及总经 费由系统自动生成。 六、申报要求及注意事项 （一）申请条件。 本重大研究计划项目申请人应当具备以下条件： 1