1.自然科学奖公示：生物质催化转化制乙二醇
项目名称 生物质催化转化制乙二醇 推荐单位 中科院大连化学物理研究所 （推荐专家） 本项目属“化学工业”学科中的“工业催化”领域。木质纤维素是自然界中储量最丰富的可再生资源，高效利用木质纤维素合成含氧小分子，对于部分替代化石资源、实现二氧化碳减排、建立可持续发展的化学化工新过程，具有重大意义。本项目在科技部、自然科学基金委的资助下，围绕温和条件下纤维素的水解、高选择性切断纤维素中C-C键、多步串联反应速率匹配等关键科学问题，发展了以含钨化合物为催化C-C选择断键活性组分的多种新型双功能催化剂，在国际上首创了木质纤维素直接催化转化制备大宗化学品乙二醇的新反应，建立了复杂反应动力学研究方法，取得了国际领先的创新成果，有力推动了生物质化学转化的发展。 科学发现一：发现了新反应。以镍-促进的碳化钨为催化剂，在国际上首次实现了纤维素高选择性“一锅”转化为乙二醇，乙二醇质量收率达到61%，由此开辟了一条生物质直接制大宗化学品的新途径。 科学发现二：发展新催化剂体系。创制了三维连通孔道介孔炭负载的碳化钨催化剂，提高了活性组分的分散度并改善了反应物和产物的传质，将乙二醇的收率进一步提高到74.4%；构建了M-W双金属催化剂体系，通过调变两种金属的比例来分别调节C-C断键反应和C=O加氢反应的速率，进一步将乙二醇的收率提高到76.1%。 科学发现三：阐明了反应机理和动力学。通过高温高压液相反应中活性物种的近原位捕捉以及设计系列不同W基催化剂的对比实验，发现钨酸在反应条件下的相转移性质，确定纤维素C-C断键反应过程中的真正活性中心为溶解的钨青铜物种，并在此基础上发展了高效可多次循环使用的钨酸-金属（Ni或Ru）双组元催化剂体系；以葡萄糖为模型底物建立了复杂串联反应的动力学模型并获得了相关的动力学参数，以此为基础发展了适合于高浓度糖转化的半连续反应工艺，为秸秆糖制乙二醇的工业应用奠定了坚实基础。 科学发现四：揭示了真实木质纤维素催化转化制乙二醇的规律。以玉米秸秆、芒草等全生物质为代表，研究了木质纤维素中各组分对纤维素催化转化影响的规律，发展出廉价高效的木质纤维素的预处理工艺，为本项目的工业应用提供了理论指导。 相关成果在重要国际权威刊物如Acc. Chem. Res., Angew. Chem. Int. Ed., Energy. Environ. Sci.上发表，其中，二十篇主要论文共被他引1488次，SCI他引1318次；8篇代表论文共被他引877次，SCI他引805次；单篇最高他引339次，SCI他引334次；他引超100次的论文5篇；撰写综述3篇；获得授权发明专利30余件,PCT申请5件，分别进入美国、加拿大、俄罗斯、马来西亚等重要生物质能源丰富的国家；项目主要完成人应邀在本领域的重要国际会议上做大会特邀报告和主题报告10余次；研究工作多次被国际著名学术期刊和国内外同行Highlight，在国际学术界产生了重要影响，成为我国在生物质催化转化中的标志性成果之一，有力推动了生物质化学转化的发展。 1. 王爱琴、排名第一、研究员、中国科学院大连化学物理研究所、中国科学院大连化学物理研究所、反应路线发现、反应机理及动力学研究； 完成人情况表 2. 郑明远、排名第二、副研究员、中国科学院大连化学物理研究所、中国科学院大连化学物理研究所、反应路线发现、产物调变机制研究、动力学及全木质纤维素研究； 3. 张涛、排名第三、研究员、中国科学院大连化学物理研究所、中国科学院大连化学物理研究所、项目总体指导及主要学术思想提出；曾三次荣获国家技术发明二等奖项目简介 （2005、2006、2008；第一完成人）； 4. 纪娜、排名第四、副教授、天津大学、中国科学院大连化学物理研究所、反应路线发现； 5. 庞纪峰、排名第五、副研究员、中国科学院大连化学物理研究所、中国科学院大连化学物理研究所、木质纤维素催化转化规律研究。 论文、论著目录（不超过8篇） 知识产权是否国内所有 序号 论文专著名称/刊名/作者 影响因子 年卷页码 发表时间年月日 通讯作者 第一作者 国内作者 SCI他引次数 他引总次数 Direct catalytic N. Ji, T. Zhang, 2008年9月11日 T. Zhang, J.G.Chen J. Na M. Zheng, A. Wang, H. Wang, X. Wang 334 339 是 conversion of cellulose into ethylene glycol 2008, 47, tungsten carbide 1 11.709 8510 catalysts, Angew. Chem. Int. Ed., N. Ji, using Nickel-promoted T. Zhang, M. Zheng, A. Wang, H. Wang, X. Wang, J. G. Chen A new 3D mesoporous carbon replicated from commercial silica as a catalyst support for 6.567 2010, 46, 862 2 direct conversion of cellulose into ethylene glycol, Wang, T. Zhang Transition Metal-tungsten bimetallic catalysts for the conversion of 3 cellulose into ethylene glycol, ChemSusChem, Zheng, M. Zheng, A. Wang, N. Ji, J. Pang, X. Chem. Commun., Y. Zhang, A. 2009年12月8日 T. Zhang Y. Zhang Y. Zhang, A. Wang, T. Zhang 111 125 是 M. Zheng, 20097.116 2010, 3, 63 年12月8日 T. Zhang M. Zheng A. Wang, N. Ji, J. Pang, X. 105 125 是 Wang, T. Zhang Wang, T. Zhang Z. Tai, J. 2012, 6.567 48, 7052 2012年5月24日 T. Zhang Z. Tai Zhang, A. Wang, M. Zheng, T. Zhang 37 44 是 Temperature-controlled phase-transfer catalysis for ethylene glycol production from 4 cellulose, Chem. Commun., Z. Tai, J. Zhang, A. Wang, M. Zheng, T. Zhang One-Pot Conversion of Cellulose to Ethylene Glycol with 5 Multifunctional 22.003 Tungsten-Based Catalysts, Acc. Chem. Res., A. Wang, T. Zhang Kinetic study of Retro-aldol condensation of glucose to glycolaldehyde with ammonium 6 metatungstate as the catalyst, AIChE J., J. Zhang, B. Hou, A. Wang, Z. Li, H. Wang, T. Zhang One-pot catalytic 2013, 46, 1377 2013年2月19日 T. Zhang A. Wang A. Wang, T. Zhang 102 107 是 J. Zhang, B. 2014, 2.98 60, 3804 2014年7月15日 A. Wang, J. T. Zhang Zhang, Hou, A. Wang, Z. Li, H. Wang, T. Zhang 8 9 是 hydrocracking of raw woody biomass into chemicals supported over carbide 2012, 5, 6383 2011年12月12日 T. Zhang C. Li C. Li, M. Zheng, A. Wang, T. Zhang 80 86 是 7 catalysts: simultaneous 25.427 conversion of cellulose, hemicellulose and lignin, Energy Environ. Sci., C. Li, M. Zheng, A. Wang, T. Zhang 8 Catalytic hydrogenation of corn stalk to ethylene 2.567 2011, 201150, 年4T. Zhang J. Pang J. Pang, 28 42 是 glycol 1,2-propylene and glycol, 6601 月20日 M. Zheng, A. Wang, T. Zhang Ind. Eng. Chem. Res., J. Pang, M. Zheng, A. Wang, T. Zhang
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