图为南开大学李兰冬教授（左一）团队开展分子筛研究。

　　自然科学

　　特等奖

　　“分子筛限域吸附与催化”项目

　　推动绿色催化工艺产业化

　　基础研究是科技创新的源头。在2024年度天津市科学技术奖的众多获奖项目中，南开大学化学学院李兰冬教授团队的“分子筛限域吸附与催化”项目荣获自然科学奖特等奖。

　　什么是分子筛？“分子筛源于自然界的一类矿物材料，由于它具有分子尺寸的有序孔道结构，能够像筛子一样筛分分子，就定义成分子筛。随后，人们开始发展人工合成分子筛并拓展其在吸附分离和催化领域的应用。”李兰冬告诉记者。

　　分子筛是石油化工、煤化工等领域不可或缺的吸附剂与催化剂。然而，由于吸附与催化过程的复杂性以及分子筛自身独特的结构，科学界对其吸附与催化的本质认识一直存在诸多争议，这严重阻碍了分子筛的进一步发展。李兰冬教授团队从空间约束与局域电场的角度深入研究分子筛限域化学，致力于在分子层面揭示其本质，为高性能分子筛催化材料与反应过程的设计提供坚实依据。

　　在阐明分子筛限域酸催化反应路径与机理方面，团队构建了分子筛限域甲醇制烃完整反应网络与催化循环，还实现了水参与的甲烷选择氧化制甲醇催化过程。“这一发现为我们更高效地利用化石资源提供了可能，通过精准调控反应路径，能大幅提升原料的转化率，同时减少废物排放。”李兰冬介绍。

　　在设计构筑分子筛限域稳定单位点催化体系方面，团队发展了骨架杂原子路易斯酸分子筛的普适性构筑策略，设计构筑了新的催化体系并阐明了其催化作用机制，实现了小分子的高效转化。此外，团队还揭示了分子筛限域空间内主客体相互作用机制，为化工产品分离提供了更经济、可靠的方法。

　　这些亮眼成果的背后，是团队长达十余年的艰苦攻坚。项目于2013年启动，在最初阶段，分子筛研究领域并非热门，团队面临诸多困境。“当时，研究经费紧张，技术研究周期长，出成果慢，付出与回报不成正比。”李兰冬回忆说，“但我们坚信，这个领域对国家大化工产业有着重要意义，只要坚持，就一定能取得成果。”

　　如今，该项目的成果已在多个方面发挥重要作用。团队与中国石化、滨化集团等企业紧密合作，共建研发中心，围绕分子筛限域吸附与催化的关键问题开展联合攻关，推动科研成果向实际应用转化。在基础研究层面，团队的成果得到国际认可，多篇论文发表在顶尖学术期刊上，被广泛引用。同时，项目还培养了一批优秀的青年人才，其中，柴玉超研究员入选国家万人计划青年拔尖人才，戴卫理教授入选教育部青年长江学者项目，为科研事业的持续发展注入新的活力。

　　说起未来，团队表示，将继续深耕分子筛与工业催化领域。他们计划进一步探索分子限域行为的新机制，推动绿色催化工艺的产业化，加强产学研融合，为国家化工行业的低碳化、高效化发展提供更有力的技术支撑。“我们希望能在甲烷与二氧化碳共转化等挑战性领域取得突破，为‘双碳’目标贡献力量。”李兰冬说。

　　原文链接：http://epaper.tianjinwe.com/tjrb/html/2025-05/15/content_143084_2174844.htm

　　审核：丛敏

编辑：南欣