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

 

　　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)知名人士帶來了他們的成果分享。

 

　　首先是中科院院士來自吉林大學(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。他的演講從水熱法合成獨特的先進(jìn)材料開始，接著描述鈣鈦礦型氧化物中復(fù)雜的混合價錳，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所謂的水熱不均一反應(yīng)，在強堿介質(zhì)條件下合成的。這些來自水熱環(huán)境的獨特先進(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，他們團隊觀察到原子尺度p-n結(jié)呈現(xiàn)出增強的光化學(xué)、信號檢測和超流特性，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、信號檢測和超流方面的應(yīng)用提供了新的視角。

 

　　接著中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授，宋禮博士帶給我們《X射線探測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的前景能源材料。原理上，MXenes可以通過從MAX相中選擇性腐蝕A層而制備，呈現(xiàn)出具有過渡金屬碳化物/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離子的參與，獲得詳細(xì)信息，如相變、晶格變化、腐蝕時間尺度等，仍然是一個巨大挑戰(zhàn)。因此，迫切需要開發(fā)原位和操作技術(shù)，以進(jìn)一步研究并實現(xiàn)對復(fù)雜而快速的腐蝕過程的實時監(jiān)測。在這里，宋博士通過多種同步輻射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。

 

　　第三位出場的是來自意大利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，有兩個明顯的趨勢推動著對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)過程中，人們強烈希望將漿床轉(zhuǎn)變?yōu)樗^的‘流動化學(xué)’，這是一種連續(xù)的過程，更加高效，有助于防止在漿床過程的過濾步驟中發(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)和運輸。所有這些過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。市場上已經(jīng)有一些碳載體的例子，但它們要么在純度和機械穩(wěn)定性方面存在缺陷，通常只有微孔，導(dǎo)致了擴散問題，要么它們的價格范圍對于大多數(shù)應(yīng)用來說是無法接受的。

 

　　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程中對催化劑進(jìn)行了測試。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。

 

　　最后一位主題報告嘉賓是中國科學(xué)院過程工程研究所，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，以下簡稱HoMS）具有多個由外至內(nèi)次序排列的殼層以及被殼層分隔開的各自獨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具有獨特的時空順序?qū)傩?，在電磁波吸收、催化、藥物釋放、電化學(xué)儲能、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，然后回顧它們在可持續(xù)能源和環(huán)境領(lǐng)域中的具體應(yīng)用，這歸功于它們的時空有序性和動態(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)存儲和輸運性質(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)和未來發(fā)展方向。

 

　　上午的主題論壇得到了全體參會者的一致認(rèn)可，下午開啟了平行分論壇，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)展能源等展開分享。

 

　　傍晚的歡迎晚宴，在一片歡歌笑語中愉快結(jié)束，接下來兩天我們的與會者將分享更多的精彩內(nèi)容。