催化过程的研究范式

课程编码：081705M05004H 英文名称：Research Paradigm of Catalytic Process 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业普及课 主讲教师：温晓东

科学研究的四种范式，分别是实验观测（经验性）研究、理论分析（理性）研究、计算模拟与仿真研究、数据密集型科学研究。科学研究的历程正逐渐从理论驱动、实验驱动向数据驱动转变。对于化学、化工及相关领域，随着高通量实验、高通量计算、先进工业生产技术的兴起，必将导致实验数据、计算数据及生产数据出现惊人的增长。这些数据和已经积累的数据一道，将成为未来化学及相关领域的宝贵资源。对这些资源的开发利用，即“从数据中挖掘知识和价值”将是未来化学研究的重要内容，催化过程的研究也比必然走向“实验—计算—数据”紧密结合的研究新范式。通过本课程的学习，使学生了解催化过程研究的研究范式和研究思路，结合催化领域重要的催化过程进行案例分析，并进一步梳理当前催化过程研究的主要思路和方向，探索对催化研究的哲学框架，对后续科研工作具有重要的借鉴意义。

有机化学，物理化学，化学工程，工业催化，理论催化

第一章 催化史 4学时
第1节 古代催化史
第2节 现代催化史
第二章 催化研究的经验范式 4学时
第1节 早期催化学科的建立
第2节 早期催化学科发展的动力
第三章 催化研究的理性范式 4学时
第1节 近代催化技术发展的进程
第2节 表征测量技术的发展及其在催化中的应用
第四章 催化研究的计算范式 8学时
第1节 理论催化发展的进程
第2节 理论催化方法的发展及应用
第五章 催化研究的数据范式 8学时
第1节 数据驱动的研究方法的发展
第2节 数据驱动的催化研究方法及应用
第六章 催化研究的新范式探索 4学时
第1节 新范式研讨
第2节 新范式总结
第七章 重要工业催化发展案例分析 6学时
第1节 合成氨催化过程
第2节 费托合成过程
第八章 催化研究的展望及未来 2学时
第1节 催化研究展望及未来

温晓东，1980年10月生，理学博士，研究员、博士生导师。
2007年在中科院山西煤化所取得理学博士学位。同年赴美国康奈尔（Cornell University）大学，师从Roald Hoffmann教授（1981诺贝尔化学奖得主）和著名物理学家Neil Ashcroft教授进行博士后研究。2010年-2014年作为西博格(Seaborg)学者, 在美国洛斯阿拉莫斯（Los Alamos National Lab）国家实验室开展科学研究。现为中科合成油技术有限公司研发中心主任/国际表面研究中心副主任（Syncat@Beijing），中国科学院煤炭化学研究所研究员/博士生导师，煤转化国家重点实验室副主任, 山西省特聘专家，负责煤转化国家重点实验室北京怀柔分部建设和发展，积极参与北京怀柔科学城的建设和北京材料基因工程高精尖创新中心项目。到目前为止，已经在Nature，Science, Chem. Rev.，PNAS，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.，ACS nano，Adv. Mater.等杂志发表论文150余篇。
其中在含碳能源高效转化利用领域，精准掌控了煤炭高效利用催化过程的催化剂设计原理，奠定了神华宁煤400万吨/年煤制液体燃料和化学品商业化催化剂的开发基础。在清洁可再生能源领域，实现了温和条件下高效制氢，突破氢气的存储和输运瓶颈，为氢能制备、存储及安全利用提供了创新性思路，并有望作为下一代高效储放氢新体系得到应用，该研究入选2017年中国科学十大进展。