Chemical Synthesis 期刊人物专访|对话CS期刊黑龙江大学吴伟教授

吴伟教授，博士生导师。现任国家级催化技术国际联合研究中心主任，黑龙江省化工学会副理事长，  Petrochemistry等国际SCI期刊的编委，黑龙江大学化学化工与材料学院化学工程与技术一级硕士学科负责人。研究方向为化工与能源领域的环境友好催化剂的研制与催化技术开发，主要从事分子筛、担载型金属催化剂、金属（金属氧化物）/分子筛双功能催化剂的设计制备及其在正构烷烃加氢异构化、二氧化碳资源化利用、生物质加氢转化制清洁燃料以及液体有机氢载体储氢/释氢过程的应用研究。近二十年来主持完成包括国家重点研发计划项目政府间国际科技创新合作重点专项、国家自然科学基金、国际科技合作专项、政府间合作项目等国家级项目10余项，省、厅及市级项目10余项，企业委托项目7项。作为第一获奖人获黑龙江省科学技术二等奖2项（发明奖和自然奖各1项），作为通讯作者在Chem. Engineer. J, J Ener. Chem., Fuel Process. Technol., Micropor. Mesopor. Mater.等期刊上发表SCI收录论文100余篇，获得授权的中国发明专利50余件，其中3项实现技术转让。所研制的分子筛基双功能催化剂在生产耐低温高端润滑油和第二代生物柴油的工艺中具有广阔的应用前景。

代表性成果：

（1）建立了纳米ZSM-5(GaZSM-5), ZSM-12(GaZSM-12), ZSM-22, FeBeta等沸石分子筛以及SAPO-31, SAPO-11和SAPO-41等磷酸硅铝分子筛的合成新方法，获得了25件关于上述分子筛合成方法的授权中国发明专利；

（2）与国内大型石化企业的研究中心和“一带一路”沿线国家的学者合作研发出用于植物油两步法生产低凝点第二代清洁生物柴油的新型催化剂及整套工艺，解决了现有催化剂存在的燃料油收率较低、催化剂成本较高、易失活等问题，形成了双功能催化剂制备新技术及新工艺的多项自主知识产权。所开发的催化剂在企业试验基地的扩试装置上完成了以小桐子油为原料生产第二代生物柴油的1100小时的长周期稳定性评价，由脱氧油生产的第二代生物柴油的液收率高达99%，凝点低于-13℃，十六烷指数为73，催化剂性能显著优于已报道的结果，而且对其它植物油原料的高效转化具有一定的普适性，在生产清洁生物柴油用高效催化剂及新技术方面实现突破，为利用生物质资源实现非石油路线生产清洁燃料油提供了技术储备。

（3）建立了“中-外-中”的合作模式，各方实现优势互补，通过“引进-消化吸收-再创新”的方式使国内大型企业掌握新型催化剂制备的国际领先技术。

（4）与国外学者联合培养了一批掌握催化专业知识和外语的复合型人才，这部分学生毕业回国后在科研院所及大型石化企业的研究中心从事科学研究及技术开发工作，为国家开展长期稳定的国际科技合作提供了人才储备。

我目前任职于黑龙江大学化学化工与材料学院，自2000年受时任学院院长的邀请加入黑龙江大学以来，一直致力于化学工程与技术学科及国际化平台的建设。在学科建设方面，我在2003年牵头申请并获批建设我们学院第一个工科硕士学位点（化学工艺二级学科），并在2007年工业催化和应用化学两个二级硕士学科获批建设后，于2010年获得化学工程与技术一级硕士学科予权，该学科在2012年被列为学校的重点建设学科，我担任学科负责人。本学科立足于解决能源化工领域中石油、煤炭等传统矿物质资源和生物质等可再生资源高效转化为清洁燃料及化学品以及二氧化碳资源化利用等过程中的关键科学和技术问题，研制环境友好催化材料、传感材料、吸附分离材料等新材料，并开发实现这些资源高效转化过程的新技术和新工艺，为高等院校、科研院所、生产企业和其他部门培养具有科学研究、技术开发和管理能力的高水平复合型人才。

在国际科技合作及国际化平台建设方面，我自1990年起就致力于对“一带一路”沿线国家的科技合作，并与多家研究机构及高等院校建立了长期的合作关系。入职黑龙江大学后，在学校的支持下，我在2005年组织学校与国外科研机构成立的联合实验室的基础上，于2012年牵头申报并获得国家科技部认定成立国家级催化技术国际联合研究中心并担任中心主任。中心主要聚焦于催化领域对“一带一路”沿线国家的科技合作和人才的联合培养。我本人从事国际科技合作有30余年的经验积累，对平台建设、学科特色发展及我个人学术方向的形成都起到了重要作用。

在应用研究方面，我们团队通过与国内大型石化企业及“一带一路”沿线国家的科研院所及高等学校合作，使各方在新型催化剂的研发工作中实现了优势互补。通过联合完成政府间国际合作项目等方式不仅锻炼了团队的研发能力，还提高了企业研发新技术的效率，形成了具有国际竞争力的催化剂制备技术。各方联合开发了基于分子筛的新型高效双功能催化剂，并已完成了催化剂的长周期稳定性评价，其中，植物油加氢脱氧后经加氢异构化生产第二代绿色生物柴油的催化剂及工艺技术具有广阔的工业应用前景。此外，我们还开发了用于润滑油异构降凝的催化剂体系，并取得了良好的扩试效果。在我们目前拥有的近50项授权的发明专利技术中25项集中于分子筛的合成新方法，这些专利技术为分子筛将来的规模化生产奠定了基础。我们也非常希望与企业合作，将有应用潜力的分子筛等催化剂制备技术实现产业化应用，并为行业和国家做出更多贡献。

在学生培养方面，我们在培养学生科学研究能力的同时，还注重提高学生的技术开发能力。培养的多名研究生毕业后在大型石化企业及科研机构中发挥着重要的作用，已成为推动企业技术发展的骨干力量。

自2006年以来，我们课题组的研究工作主要聚焦于能源和化工领域的环境友好催化剂的制备及其构效关系研究，包括催化剂制备和工艺开发。我们的课题组目前主要围绕以下四个方向开展研究：

（1）分子筛的合成新技术

近十余年来我们一直致力于开发分子筛合成的新技术，如ZSM-12、ZSM-22等硅铝酸盐和SAPO-31、SAPO-41等磷酸硅铝分子筛。基于这些分子筛制备的双功能催化剂用于正构烷烃的加氢异构化反应，主要应用于润滑油和柴油的异构降凝，以改善其低温流动性。在此方向的研究工作我们近年来已主持完成了1项国家重点研发计划国际合作专项、1项政府间国际合作项目以及2项国家自然科学基金资助的项目。

（2）二氧化碳的资源化利用

我们前期主要致力于将二氧化碳转化为甲醇的类贵金属催化剂的研制，近年来还利用金属复合氧化物和分子筛组成双活性中心的催化剂直接将二氧化碳转化为芳烃或液态燃料。这项工作符合国家双碳目标的发展战略需求。虽然早期的研究成果较为平淡，但目前制备的催化剂的反应性能有显著改善，我们目前正在理论方面开展进一步深入研究，争取产出更高水平的研究成果。

（3）生物质加氢转化

我们的研究工作主要围绕生物平台分子加氢转化制清洁燃料油或精细化学品的催化剂研制及构效关系研究。最近，我们重点开展类金属及分子筛组合制备双功能催化剂的研究工作，利用这类催化剂能够合成重要的醇类或胺类等精细化学品。

（4）液体有机氢载体储氢催化剂的研制

这是近年来我们开展的研究方向，旨在实现氢能的存储和利用，符合国家氢能源发展的战略。

根据我们的研究经验，我认为分子筛制备应更加关注其环境效应。例如，采用传统的水热法合成分子筛的过程中通常会产生含氮或其他有机物的废水，虽然经过处理后排放，但是废水处理工艺复杂且成本较高，在一定程度上提高了分子筛的生产成本，也对环境带来一定压力。因此，从源头上实现绿色化合成是一个重要的研究方向，也将成为生产企业追求的目标。我们课题组在前期工作中也开展了一些相关的研究工作，纳米GaZSM-5等分子筛的固相晶化法（干胶转化法）等绿色合成技术已获得授权的发明专利，SAPO-31分子筛的离子热合成法也已经获得授权的发明专利，SAPO-31分子筛的固相合成法也申请了发明专利，旨在实现无废水排放的分子筛绿色制备。这些工作不仅具有理论研究价值，更具实际应用潜力。

从应用角度看，采用价格低廉的模板剂替代高成本模板剂、减少模板剂用量或采用晶种引导法实现无模板剂合成技术对于降低分子筛的生产成本同样重要。通过引入微波辐射或超声辅助晶化等手段不仅可以调控分子筛骨架原子的落位，进而实现其酸性的调变，而且可减少模板剂用量、降低生产成本并提高生产效率。这些技术改进更符合企业需求，兼具绿色化和实用性。

此外，关于创立具有新结构分子筛的工作也非常值得关注。比如，浙江大学的肖丰收教授和和吴勤明研究员团队近期成功创制出世界上首个具有完全开放六元环孔道的分子筛材料ZJM-9新结构，并获得了国际分子筛协会的结构代码ZJN。他们创新性的研究工作非常值得我们学习。

在可再生能源利用方面，生物质具有广泛来源、结构可调性和多途径转化的特点，无论用于制备精细化学品还是清洁燃料都具有良好的应用前景。在催化剂开发工作中，除了传统的贵金属和非金属催化材料外，类贵金属催化材料同样具有重要的研究价值和应用潜力，我们团队的肖林飞教授近年来一直致力于类贵金属催化剂的设计、制备及应用研究工作，并取得了良好的进展。

最后，关于氢能的存储与利用方面，液体有机氢载体储氢具有储氢量大、释氢条件较温和、储氢/释氢的循环可逆性强等优势，未来在氢能源汽车等领域可能实现工业应用。目前，在德国等欧洲部分国家通过液态有机氢载体储氢的技术已实现了商业化，采用氢能源汽车可以有效地减少交通运输过程带来的碳污染。这是未来发展值得关注的重要方向，如何研制出新型催化材料以实现在温和的反应条件下快速、高效地储氢和释氢仍具有挑战性。

我们之前就关注过这个期刊，因为主编苏宝连院士是一位我们非常敬佩的杰出学者。我有一位非常优秀的硕士研究生毕业后就在苏老师指导下攻读博士学位。期刊本身的高质量对我们也具有很大的吸引力。再加上这次的约稿邀请以及苏老师个人的人格魅力，我们决定一定要将这篇稿件投向该期刊。

事实上，这篇稿件我们此前确实已经准备好了，并且在约稿之前曾考虑投向其他期刊。然而，收到约稿通知后，我们觉得将稿件投向这个期刊更加合适，这是我们决定投稿的背景。

具体投稿过程中，我们组里年轻的老师王巍教授负责稿件的投递工作，他在博士毕业加入我们课题后一直从事ZSM-22、ZSM-23等沸石的合成及加氢异构化方向的研究工作，也取得了一些代表性的研究结果。在投稿过程中途径非常畅通，整个过程并未遇到什么困难。如果今后有更适合的文章，我们一定会优先考虑再次投稿到这个期刊。

此外，我认为该期刊定期推出一些有特色的专刊是一种非常好的形式。这些专刊针对某些领域中研究工作较为集中的方向，为相关学者系统了解该领域的研究进展提供了很好的平台，对理论研究和在此技术上开展应用研究都将起到积极的推动作用。

 我一直关注今年以来这个期刊的发展，尤其是文章的特点及相关的研究方向，当然，我们更关注与自身研究领域相关的内容。Chemical Synthesis这个期刊涵盖面较广，能够很好地体现多学科的交叉与包容。这种广泛性使其拥有较大的选题空间，但如何吸引特别优秀的文章投稿，我觉得有以下几点可以借鉴：  

首先，可以通过约稿的方式吸引高水平稿件。自苏宝连院士担任主编以来，编辑团队在国内外都具有很高的影响力，许多受邀的学者会因信任和认可本期刊而提交优秀的稿件。 

其次，在打造期刊特色方面，专刊的形式已经初步体现了优势。可以通过聚焦某些领域举办学术讲座，比如在无机材料中分子筛的合成方向，或在有机合成领域中选择更集中的主题，从而突出这些领域的特色和优势。 

目前期刊的整体工作已经非常出色。我最近注意到，很多文章的作者是国内外具有很高影响力的学者。高质量的文章提升了期刊的学术水平和影响力。这样的办刊宗旨对期刊未来的发展和影响力的进一步提升至关重要。

题目：

In situ synthesis of nanosized ZSM-12 zeolite isomorphously substituted by gallium for the n-hexadecane hydroisomerization（点击题目查看文章解读详情）

导读：

在担载金属的分子筛基双功能催化剂作用下将植物油脱氧油（n-C15~C18）经加氢异构化转化成相应的异构烷烃是实现非石油路线生产第二代清洁生物柴油的有效途径。硅铝酸盐沸石分子筛较强的酸性会加剧裂化副反应，降低异构烷烃的收率。采用原位同晶置换改性将Ga原子引入沸石骨架是减弱其酸强度、改善其催化性能的关键。

作者：

Hailong Lin, Chang Xu, Wei Wang*, Wei Wu*

How to Cite：

Lin, H.; Xu, C.; Wang, W.; Wu, W. In situ synthesis of nanosized ZSM-12 zeolite isomorphously substituted by gallium for the n-hexadecane hydroisomerization. Chem. Synth. 2024, 4, 49. http://dx.doi.org/10.20517/cs.2024.40

Chemical Synthesis(CS, Online ISSN: 2769-5247) 是一本在线出版，严格同行评议，金色开放获取的国际学术期刊，旨在为所有化学领域研究人员提供展示和获取具有开创性的研究成果、深刻见解的评论和热点研究方向的学术交流平台。本刊由OAE Publishing Inc.主办，比利时那慕尔大学、武汉理工大学苏宝连院士担任主编，于2021年11月正式上线。截至目前，CS 编委团队共141人，期刊已出版157篇高质量文章，四卷四期文章正在陆续出版中。期刊文章范围横跨整个化学科学领域的研究成果，涵盖合成方法、理论计算或仪器方法在分子/纳米水平上获得的产品（材料）的性质研究、催化、能量转换和存储、生物医学、医药、环境保护和修复等。目前已被Scopus、CAS、 J-Gate、CNKI、Dimensions、Lens等数据库收录。所有文章均为开放获取出版，一经发布可立即阅读、下载、分享和引用！真诚欢迎您的投稿！

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