一、科學目標
以調控二維固體的表面、電子、限域效應為手段，以優(yōu)化催化性能為目標，聚焦低碳能源轉化中二氧化碳還原、催化加氫和甲烷活化轉化等關鍵反應。構建和完善二維固體制備方法學，從電子結構層面揭示二維空間受限催化過程中電子轉移、化學鍵活化機制和產物選擇性調控規(guī)律，揭示若干二維表面催化新反應機制與過程，豐富和發(fā)展表界面配位化學相關理論；創(chuàng)制高效二維固體催化新體系，力爭實現(xiàn)若干二維催化劑的產業(yè)化應用；培育一支國際上有重要影響的研究隊伍，提升我國在二維固體催化基礎科學和應用基礎科學研究的源頭創(chuàng)新能力。
二、研究內容
?。ㄒ唬┒S催化劑的設計與宏量可控制備。
圍繞原子層厚二維納米固體的可控制備和本征物性維度效應等科學問題，通過原位表征和多尺度模擬，解析二維材料的基本結構和生長機制；發(fā)展和完善若干厚度可控、尺寸均勻二維催化劑合成新策略，并實現(xiàn)宏量制備；深入研究二維材料構效關系，協(xié)同優(yōu)化表面能、本征電導和催化活性位結構。
?。ǘ┒S半導體催化的二氧化碳還原。
針對二氧化碳催化還原過程中電子轉移路徑和關鍵決速步，設計并構筑若干二維催化材料體系，調控二維半導體的費米面態(tài)密度、帶隙寬度、能級匹配度等，揭示催化劑的電子結構與二氧化碳還原活性、選擇性和穩(wěn)定性的內在聯(lián)系；研制穩(wěn)定高效的二氧化碳催化還原的原型器件。
?。ㄈ┒S金屬材料催化的選擇性加氫。
針對金屬納米催化劑表面結構復雜多樣導致其參與眾多加氫催化選擇性差的難題，重點以對催化選擇性要求高的硝基、炔基加氫等反應為研究對象，構筑二維納米金屬模型催化劑，解析催化活性位點的表面配位結構，在分子水平上理解并揭示相關表面配位基元對催化活性和選擇性的調控本質，以發(fā)展兼顧催化活性和選擇性的金屬納米催化材料制備新策略，推進綠色催化加氫的工業(yè)應用。
?。ㄋ模┒S非貴金屬催化的甲烷轉化。
針對甲烷C-H鍵選擇活化和定向轉化的難題，利用二維固體表面對催化活性中心的限域調控作用，構筑多級有序二維非貴金屬催化材料，探索和揭示二維限域催化的反應機制和轉化新途徑，提高甲烷等能源小分子轉化的催化選擇性和效率，發(fā)展具有工業(yè)應用前景的天然氣低碳轉化二維固體催化體系。
三、申請注意事項
?。ㄒ唬┥暾垥母阶⒄f明選擇“面向低碳能源轉化關鍵反應的二維催化劑設計與應用”。
?。ǘ┥暾埲松暾埖闹苯淤M用預算不得超過2000萬元/項（含2000萬元/項）。
?。ㄈ┍卷椖坑苫瘜W科學部負責受理。