催化技术是现代化学工业的支柱，基于催化氧化反应，在热量自平衡的条件下高效增值转化甲烷、乙烷等低碳烃类，对“碳达峰、碳中和”国家战略目标的实现有重要意义。传统催化氧化反应多采用纯氧作为氧化剂，纯氧分离制备成本较高。化学链催化氧化反应利用载氧体晶格氧作为氧化剂，借助循环反应，可在高温空气中直接再生，避免了纯氧分离步骤，显著降低工艺成本。载氧体晶格氧还可借助CO₂或H₂O等其他氧化剂再生，制备CO或H₂，既可用于CO₂资源化利用，也可用于制氢。因此，化学链催化氧化技术应用前景广阔，契合行业发展重大需求。该项目结合实验研究、理论计算、机器学习以及催化剂结构表征技术，重点揭示载氧体内部结构和表面性质对化学链催化氧化反应的调变规律。建立了化学链反应中活性与选择性的竞争规律模型，发现了催化氧化过程中的关键表面活性中间体，发展了高通量量子化学计算和机器学习的材料预测方法，研制成系列高时空产率和抗积碳的催化剂，在Science Advances、Nature Comm.等顶级期刊撰文，为低碳烃的高值转化和CO₂的资源化利用开辟了新方向。
 

氧化脱氢,选择性氧化,烯烃,CO2裂解