包信和（纳米限域催化）院士｜提出纳米限域催化概念并引领煤基合成气绿色转化的物理化学家#

1. 研究方向#

包信和长期致力于表面化学、多相催化基础理论及新型催化剂的创制研究 [1]。他聚焦于能源高效清洁转化过程中的核心科学问题，在国际上首次提出并系统建立了“纳米限域催化”基础理论，旨在从电子结构和三维空间构象的微观层面调控活性中心动力学特征，解决煤炭（合成气）、天然气（甲烷）以及低碳烷烃等在温和反应条件下高选择性转化的行业瓶颈 [1, 2]。

2. 标志性成果#

• 创建并系统发展了“纳米限域催化”新概念：包信和带领研究团队历经二十余年系统探索，通过调控碳纳米管、二维晶体界面等微观限域空间中的催化剂能态，使化学反应活性和选择性获得精准控制 [2, 3]。该概念将学术界关于催化剂电子效应调控的认识，从传统的“表界面效应”推进到了“空间限域效应”，成为当今多相催化研究的热点和重要前沿方向 [3]。该重大理论突破荣获2020年度国家自然科学奖一等奖 [3]。

• 创制煤基合成气直接一步转化制低碳烯烃（$\text{OXZEO}$）新路线：针对费托（$\text{F-T}$）合成中选择性受限于经典阿德森-舒尔茨-弗洛里（$\text{ASF}$）热力学分布限制、且高耗水高耗能的百年世界性难题，包信和团队成功创制了由活性金属氧化物和分子筛（$\text{OX-ZEO}$）构成的双功能催化剂体系 [1]。该体系实现了在温和条件下，一步将合成气高选择性转化为低碳烯烃，烯烃单程选择性突破 $80\%$，且反应过程完全不消耗水。这一颠覆性技术突破发表于《Science》并迅速进入产业示范阶段 [1]。

• 甲烷低温活化及次表层结构调变规律：发现并阐明了金属表面次表层氧对表层选择氧化的调变机制 [2]；通过创制 $\text{Mo/MCM-22}$ 等高效催化剂，在 $80^\circ\text{C}$ 及较低温条件下实现了甲烷（$\text{CH}_4$）直接芳构化制苯或高效氧化转化，大幅度提高了甲烷单程收率，为天然气的高效利用开辟了新途径 [2]。

3. 学术地位与影响#

包信和是我国乃至国际催化化学领域的杰出领军人物之一 [1, 2]。他发表了 $700$ 余篇高水平学术论文，获授权专利 $200$ 余项，论文总引用数超过 $59,000$ 次 [1]。他提出的“纳米限域催化”理论获国家自然科学奖一等奖（该年度仅有两个项目获此殊荣），并于2017年获得国际催化界享有极高声誉的“Alwin Mittasch奖”（他是首位获此国际大奖的中国科学家） [1, 2]。他的系列工作不仅重塑了碳一（$\text{C1}$）化学的理论版图，更在我国煤炭清洁高效转化和“双碳”目标落实中发挥了关键的科技引领作用 [1, 3]。

1. 教育背景#

• 1982.09 – 1987.10：复旦大学化学系，物理化学专业，获理学博士学位 [1]

• 1978.09 – 1982.07：复旦大学化学系，高分子及物理化学专业，获理学学士学位 [1]

2. 工作履历#

• 2024.10 至今：复旦大学教授、未来能源高等研究院院长，兼任中国科学技术大学碳中和研究院院长 [1]

• 2017.06 – 2024.10：中国科学技术大学，校长、党委副书记（任期七年，为科大校史上任期第三长的校长） [1, 4]

• 2015.09 – 2017.06：复旦大学，常务副校长（正局级） [1, 2]

• 2009.03 – 2014.05：中国科学院沈阳分院，院长 [2]

• 2000.08 – 2007.03：中国科学院大连化学物理研究所，所所长 [1, 2]

• 1995.07 至今：中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室，研究员、博士生导师 [1, 2]

• 1991.07 – 1995.06：德国马克斯·普朗克学会 Fritz-Haber 研究所，访问学者 [2]

• 1989.12 – 1991.06：德国马克斯·普朗克学会 Fritz-Haber 研究所，博士后（德国亚历山大·洪堡基金会资助，Alexander von Humboldt Fellow） [2]

• 1987.08 – 1989.07：复旦大学化学系，讲师 [2]

1. 国家级奖项#

• 2020年：国家自然科学奖一等奖（项目：“纳米限域催化”，排名第一） [3]

• 2005年：国家自然科学奖二等奖（项目：“甲烷和低碳烷烃催化活化与转化基础研究”，排名第一） [2]

2. 国际荣誉#

• 2017年：德国催化学会“Alwin Mittasch奖”（首位获此殊荣的中国科学家） [1]

• 2016年：国际天然气转化协会“杰出学术成就奖”（Award for Excellence in Natural Gas Conversion） [2]

• 2016年：当选为英国皇家化学会荣誉会士（Honorary Fellow） [1, 2]

• 2011年：当选为发展中国家科学院（TWAS）院士 [2]

• 2009年：当选为英国皇家化学会会士（FRSC） [2]

3. 其他重要荣誉#

• 2018年：荣获陈嘉庚科学奖（化学科学奖） [1]

• 2016年：中国化学会-中国石油化工股份有限公司化学贡献奖 [2]

• 2015年：中国科学院杰出科技成就奖（项目负责人） [2]

• 2015年：周光召基金会“基础科学奖” [2]

• 2012年：何梁何利基金科学与技术进步奖 [2]

• 1996年：获得香港求是科技基金会“杰出青年学者奖” [2]

1. 学术期刊任职#

• 《Journal of Energy Chemistry》（能源化学）：创刊主编、共同主编 [2]

• 《催化学报》（Chinese Journal of Catalysis）：共同主编/顾问编委 [2]

• 其他期刊：担任《Angewandte Chemie International Edition》、《Surface Science Reports》、《Energy & Environmental Science》、《Nano Energy》、《Nano Research》等国际化学和能源领域权威学术期刊的国际顾问编委或编委 [2]。

2. 重要社会与学术兼职#

• 国家级政治职务：第九届、十届、十二届、十三届、十四届全国人民代表大会代表，第十三届、十四届全国人大常委会委员 [1]

• 学术社团职务：中国化学会常务理事、副理事长，中国化学会催化委员会主任（2012年 – 2017年） [2]

• 国家级战略规划：国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目首席科学家、国家科技部高技术研究发展计划专家 [2]