路勇

男， 华东师范大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1988.09-1992.06，四川大学化学系，本科学生
1992.09-1997.08，中科院兰州化学物理研究所，硕博研究生
1997.10-1999.11，中石化石油化工科学研究院，博士后
1999.11-2000.08，中石化石油化工科学研究院，高级工程师/科研组长
2000.08-2001.10，新加坡国立大学化工系，Research Fellow A
2001.11-2004.07，美国Auburn（奥本）大学化工系，博士后
2004.08-至今，华东师范大学化学与分子工程学院，教授

研究领域和兴趣

能源化工与绿色催化

主要业绩

催化反应是一个表/界面过程，但在反应器宏尺度下往往受限于催化剂床层内的流动与传递过程的制约，导致催化剂活性和选择性甚至催化剂稳定性受到负面影响。结构催化剂与反应器技术（Structured Catalysts and Reactors, SCRs）已被广泛证实能显著优化固体催化剂床层的流体力学行为和提高催化剂床层内部的热/质传递性能，因而在多相催化领域的研究受到越来越多的关注，成为当前催化与反应工程交叉领域的热点和国际前沿。然而，目前多数研究主要限于涂层技术的规则2D空隙蜂窝陶瓷和微通道SCR的研究。虽然相关SCR技术已普遍用于汽车尾气催化净化，也在蒽醌加氢、费-托合成、气相丙烯双氧水环氧化等过程中实现了工业应用示范，但是涂层技术成本高、实施难度大、对金属Foam等新型非规则结构基体的技术普适性差。要强调的是，具有三维（3D）非规则空隙结构的Foam/Fiber基体，在消除径向扩散限制、强化涡流混合传质、规模化制备等方面显示出微通道难以企及的优势，但高效的Foam/Fiber基体3D骨架表面催化功能化的研究尚属空白。
提出了金属Foam/Fiber基体“非涂层”原位催化功能化的“自上而下（Top-Down）”逆向设计策略，构建了湿式化学刻蚀、原电池反应置换活化、分子筛原位生长、介孔Al2O3同源氧化衍生等的结构催化剂制备新方法和新技术，突破了“涂层技术”通适性差的局限性，将结构催化剂从规则2D空隙蜂窝和微通道结构拓展到了非规则3D空隙金属Foam/Fiber等结构，形成了特色鲜明的反应器（Top，流动与传递）-催化剂（Down，表界面反应）高效耦合一体化设计新方向，实现了反应器（Top）内流动和热/质传递与表界面（Down）催化反应的协同耦合，进而可提高催化剂的利用效率、提升稳态反应速率和选择性、减缓催化剂失活，尤其为众多C1能源化工反应过程存在的传质/传热限制等问题的解决以及为满足环境催化（VOC催化燃烧）和“模块”化工厂等对高通量、低压降等的特殊要求提供了新的技术途径。在煤/生物质基合成天然气（SNG）、甲醇制丙烯（MTP）、DMO加氢合成EG、VOCs/CH4催化燃烧、气相醇选择氧化、甲烷干重整、催化精馏等多个过程的应用中取得了良好效果。
例如，借助原电池置换反应一步实现了Au(Ag)/Ni(Cu)-fiber催化剂制备，用于强放热气相醇氧化实现了低温高活性与强化传热的统一；揭示了Au/Ni-fiber上Ni2O3-Au+活性位结构以其协同作用关系。研制了纤维结构化Ni/CeAlO3-Al2O3复合催化剂，用于强吸热CH4/CO2重整实现了热力学（高导热消除冷点）和动力学两方面抑制积碳的统一；揭示了 CeAlO3的动力学抑制积碳的本质。无需对ZSM-5分子筛进行任何化学修饰和晶粒尺寸控制，仅对其进行结构化设计合成了Metal-fiber@ZSM-5核壳结构催化剂，即大幅提高了ZSM-5分子筛在MTP反应过程中的稳定性和丙烯选择性；本质上，ZSM-5分子筛的结构化设计促进了MTH过程“碳烃池”机理中烯烃循环路径同时明显抑制了芳烃循环路径。借助一步湿法化学刻蚀方法，开发了传热效率高、催化性能好的结构化Ni-foam@Ni-MOx(MOx: Al, Ce, Mg等的一元或多元混合氧化物)甲烷化催化剂，实现了优异的甲烷化催化性能与良好导热性的统一，为发展无循环、高通量、快速移热甲烷化合成天然气（SNG）催化反应器工艺提供了核心技术基础；与世界500强的香港中华煤气集团合作，成功实现了该催化剂的工业试制，基于该催化剂的无循环一次性通过SNG新工艺技术的工业化应用也在择机推进。遵循“逆向设计（Top-Down）”的研发思路，通过一步原电池置换法、可控氧化外延生长法和同源生长等方法，还设计研制了低温活性高、选择性好、稳定性好和可大通量低压降操作、床层几何构型灵活设计的系列专利催化剂，如：煤层气催化脱氧Ni-Foam@NiPd(alloy, <1%Pd)催化剂、DMO加氢制乙二醇Ni-foam@NiM-alloy催化剂、Ni-foam@NiO-NbOx乙烷氧化脱氢制乙烯催化剂、CO与亚硝酸甲酯反应合成DMO/DMC低Pd（<0.3wt%）Pd/AlOOH/Al-matrix催化剂、Pd@ SiO2/Al2O3/Al-matrix (<0.5%Pd)甲烷/VOCs催化燃烧脱除催化剂等；其中，草酸二甲酯加氢结构化催化剂200 mL装量的放大稳定性测试中，已完成2500小时的测试，具有良好的应用前景；转让给香港中华煤气集团的CO与亚硝酸甲酯高通量反应联产DMO/DMC的低Pd专利催化剂的工业单管试验也进行中。
最近，研制出了低温OCM催化剂并揭示了低温驱动Mn3+-Mn2+化学循环的催化本质，实现了创新催化剂的工业试制，进行了基于创新催化剂的固定床反应工艺条件下的安全工艺流程优化，完成了满足新催化剂反应工艺要求的反应器工程化设计，确定了多段式碳化硅薄床层固定床反应器的工艺技术路线，设计了百吨级的中试装置，并完成了工艺评估和安全研究，达到了具备开展全过程中试试验所需的技术基础。
主持包括国家基金委重大项目课题和面上项目、科技部“973”和“863”项目课题及上海市科委基础重点项目10余项。承担企业委托开发项目多项。在包括Sci Adv、Appl Catal B、ACS Catal、J Catal、AIChE J等化工、催化和化学综合领域的国际著名学术期刊发表论文200余篇，H因子33。获授权中国发明专利30余件、美国专利2件，在申请中国发明专利20余件、PCT国际专利3件。主编“十三五”国家重点图书“化工过程强化技术系列丛书”之《结构催化剂与反应器》专著1部；参编催化与反应工程方面专著3部（含英文专著1部）。现任中国化工学会化工过程强化专业委员会、中国稀土学会催化专业委员会、中国化工学会稀土催化与过程专业委员会委员。

代表成果

1. Cao Meng, Guofeng Zhao*, Xue-Rong Shi*, Pengjing Chen, Ye Liu, Yong Lu*, Oxygen-deficient metal oxides supported nano-intermetallic InNi3C0.5 towards efficient CO2 hydrogenation to methanol, Sci. Adv., 7 (2021) eabi6012, DOI: 10.1126/sciadv.abi6012.
2. Jian Zhu, Guofeng Zhao*, Chao Meng, Pengjing Chen, Xue-Rong Shi*, Yong Lu*, Superb Ni-foam-structured nano-intermetallic InNi3C0.5 catalyst for hydrogenation of dimethyl oxalate to ethylene glycol, Chem. Eng. J., 426 (2021) 130857, DOI: 10.1016/j.cej.2021.130857.
3. Weidong Sun, Ya Gao, Guofeng Zhao*, Jiaqi Si, Ye Liu, Yong Lu*, Mn2O3-Na2WO4 doping of CexZr1-xO2 enables increased activity and selectivity for low temperature oxidative coupling of methane, J. Catal., 2021, DOI: 10.1016/j.jcat.2021.06.027.
4. Guofeng Zhao, Xiaxia Pan, Ye Liu, Yong Lu*. Thin-felt Pd-MgO-Al2O3/Al-Fiber Catalyst with High Resistance to Water-Vapor Poisoning for Catalytic Combustion of Methane, J. Catal., 384 (2020) 122-135, DOI: 10.1016/j.jcat.2020.01.013.
5. Jian Zhu, Guofeng Zhao*, Weidong Sun, Song Wang, Ye Liu, Yong Lu*. Gas-phase hydrogenation of dimethyl oxalate to ethanol: Superior FeNi3-FeOx/Ni-foam catalyst derived from NiFe2O4-NiO/Ni-foam. Appl. Catal. B, 270 (2020) 118873, DOI: 10.1016/j.apcatb.2020.118873.
6. Pengwei Wang, Guofeng Zhao*, Yu Wang, Yong Lu*, MnTiO3-driven low-temperature oxidative coupling of methane over TiO2-doped Mn2O3-Na2WO4/SiO2 catalyst, Sci. Adv., 3 (2017) e1603180, DOI: 10.1126/sciadv.1603180.
7. Qiaofei Zhang, Yakun Li, Ruijuan Chai, Guofeng Zhao,* Ye Liu, Yong Lu*, Low-temperature active, highly oscillation-resistant PdNi(alloy)/Ni-foam catalyst with enhanced heat transfer for coalbed methane deoxygenation via catalytic combustion, Appl. Catal. B: Environ., 187 (2016) 148-158, DOI: 10.1016/j.apcatb.2016.01.041.
8. Chunzheng Wang, Lupeng Han, Guofeng Zhao, Ye Liu, Yong Lu*, High-performance, low Pd-loading microfibrous-structured Al-fiber@ns-AlOOH@Pd catalyst for CO coupling to dimethyl oxalate, J. Catal., 337 (2016) 145-156, DOI: 10.1016/j.jcat.2016.02.008.
9. Wei Chen, Guofeng Zhao, Qingsong Xue, Li Chen, Yong Lu*. High carbon-resistance Ni/CeAlO3-Al2O3 catalyst for CH4/CO2 reforming, Appl. Catal. B: Environ., 136-137 (2013) 260-268, DOI: 10.1016/j.apcatb.2013.01.044.
10. 路勇，巩金龙，朱吉钦等，《结构催化剂与反应器》，化学工业出版社，2020，北京.

*以上信息由高级会员个人更新和维护。