科通知[2016]110
各相关单位教师:
根据国家自然科学基金委网站通知,“碳基能源转化利用的催化科学”重大研究计划2016年度项目指南已经发布,现将有关事项通知如下:
“碳基能源转化利用的催化科学”重大研究计划面向碳基能源高效利用的国家重大战略需求,针对催化表界面化学所涉及的关键科学问题开展系统深入的研究。本重大研究计划注重催化剂结构、表界面特性,以及外场环境对催化剂表界面电子态的影响和调控,重点关注能源小分子高效转化相关的C-H键和C-O键的催化活化及C-C偶联等反应;创新碳基能源利用的化工过程,优化反应历程,以达到高效、环保和CO2低排放的目标;建立和发展高分辨表征手段,实现在实际催化反应条件下对反应过程进行精准表征;发展新的理论方法,实现在接近真实催化反应条件下的理论模拟和预见,为未来在分子、原子水平上对催化剂活性中心进行理性设计提供指导。
一、科学目标
本重大研究计划拟通过化学、化工、数理、材料等多学科交叉融合,针对碳基能源分子的高效转化,在催化相关的理论和实验的创新上取得突破,充分发挥和放大我国在微纳米和表界面研究领域的优势,力争在催化表界面理论研究方面形成特色;着重解决涉碳化学键催化活化、合成气高效转化和碳基小分子电催化转化等过程的关键科学问题,推动碳基能源的产业革命;造就高水平、结构合理的研究队伍,培养精于理论和实验科学研究的优秀青年学者,大力提升我国在这一领域的竞争力和国际地位。
二、核心科学问题
(一)催化剂固体表界面局域原子和电子结构的精准设计与构建;
(二)碳基载能分子在表界面的选择活化和定向转化;
(三)催化剂固体表界面特性与环境和外场的相互作用机制及调控规律。
三、2016年度拟重点资助研究方向
本重大研究计划前期主要以“培育项目”和“重点支持项目”的形式予以资助,在要求和资助强度上有所不同。对探索性强、选题新颖的申请将以“培育项目”方式予以资助;对具有原创性、有一定工作积累、有望取得重要突破的申请将以“重点支持项目”的方式予以资助。鼓励材料、物理、工程热物理等来自不同学科的研究队伍共同参与申请。拟重点资助以下方向:
(一)涉碳化学键(如C-C、C-H和C-O等)催化活化的新机制。
发展通过催化剂表界面结构调控以提高催化特性的新方法;研究甲烷等低碳烷烃活化以及煤、重油、生物质等稠环大分子的精准活化直接获取液体燃料和化学品的新途径;探索外场对涉碳化学键催化活化过程强化新机制。
(二)C-C键偶联的精准控制及合成气转化的新概念。
研究催化剂表界面原子结构及缺陷态的调控规律和反应分子(如CO和H2等)在催化剂表面的吸附和反应机理,探索在催化剂表面和分子筛孔道中C-C键形成和偶联增长的精准控制策略及机制。
(三)碳基小分子电催化转化的新探索。
调控电催化剂结构和性能,构筑电催化表界面新体系;研究电催化碳基小分子活化转化新机制,重点支持高温和非贵金属体系相关研究,着力提高过程效率,实现电能向化学能高效转换和可再生能源的高效储存。
(四)催化表界面表征与理论模拟的新方法。
发展适合于催化反应原位-动态环境和涉及外场作用条件下对催化表界面进行高灵敏和高分辨表征的新技术和新理论;建立催化过程多尺度理论研究的新方法,注重催化过程的动态模拟。
四、遴选项目的基本原则
为确保实现总体目标,本重大研究计划要求:
1.鼓励开展前沿领域探索性研究,优先支持具有原创性的催化表界面新概念、新理论、新体系、新方法的研究。
2.鼓励多学科实质性交叉合作研究,特别是数理、材料、化学、化工等学科间的相互交叉。注重理论与实验的有机结合。
3.鼓励开展国际合作研究。
五、2016年度资助计划
2016年度拟资助培育项目20-25项,直接费用的平均资助强度约80万元/项,资助期限为3年,申请书中研究期限应填写“2017年1月1日-2019年12月31日”;拟资助重点支持项目4项,直接费用的资助强度300-400万元/项,资助期限为4年,申请书中研究期限应填写“2017年1月1日-2020年12月31日”。
六、校内申报截止日期:2016年9月21日。
请申请人于2016年9月21日前在线提交申请书及上传附件材料,网址:https://isisn.nsfc.gov.cn/egrantweb/
项目指南详见附件。请申请人填报完成后打印纸质版连同附件材料一式两份送交科发院。
科发院联系人:
刘刚,67391479,kjcjhs2@bjut.edu.cn
马琳,67391476,lin@bjut.edu.cn
科学技术发展院
2016年8月29日
附件_NSFC“碳基能源转化利用的催化科学”重大研究计划2016年度项目.docx