黄家辉

男， 中国科学院大连化学物理研究所， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1995.09--1999.06 吉林大学 高分子化学与物理 本科
2001.09--2006.06 吉林大学 物理化学 博士
2006.12--2012.03 日本首都大学（东京） 博士后/特任助理教授
2012.04--2012.12 中科院大连化学物理研究所 副研究员
2013.01--2014.10 中科院大连化学物理研究所 研究员
2014.11--2019.12 中科院大连化学物理研究所 研究员、B类组群组长
2020.01-- 中科院大连化学物理研究所 研究员、组长

研究领域和兴趣

金催化、催化氧化

主要业绩

黄家辉研究员聚焦经济主战场，助力“双碳”战略目标，长期以含氧化合物清洁、高效生产为己任，设计、开发纳米金催化剂和钛硅分子筛催化剂，开展醇醛氧化酯化、低碳烯烃环氧化等含氧化合物合成的应用基础研究以及新工艺开发。已在Nature Communications， Angewandte Chemie International Edition, ACS Catalysis和Chinese Journal of Catalysis 等高水平期刊发表论文100余篇，申请国内外专利218项，授权专利120余项，参与撰写专著2部。承担了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、行业领军企业等重大/重点科技任务。迄今已成功开发多种重要含氧化学品的生产新技术并完成中试试验，多个研究成果通过中国石油和化学工业联合会成果鉴定/评价并已实现转化：

（1）开发了高性能纳米金催化剂并成功应用于醇、醛氧化酯化过程，开发了甲醇甲基丙烯醛一步氧化酯化制甲基丙烯酸甲酯（MMA）新工艺。2017年完成立升级反应器3800小时寿命考察。2020年7月完成“甲醇甲基丙烯醛一步法氧化酯化制MMA新工艺”千吨级中试，通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。鉴定委员会专家一致认为：该成果属于国内首创，达到国际先进水平，建议加快示范工程建设和推广应用。2020年与青岛三力本诺、惠生工程签署“甲醇甲基丙烯醛一步法氧化酯化制MMA工程化、商业化”协议。5万吨/年乙烯三步法制MMA工业示范项目落地辽宁盘锦，2025年2月投料试生产。这是国内首套乙烯三步法制MMA装置，填补了国内空白，将提升我国MMA行业生产技术至国际最先进水平。相比异丁烯三步法，产品成本降低约3000元/吨，节煤2.67万吨/年，减排二氧化碳7.1万吨/年，经济和社会效益显著。

（2）开发了微球型钛硅分子筛催化剂生产技术，并耦合液固循环流化床反应器，强化了反应器内液固相间的传热传质速率，实现了反应器内温度的精准调控，应用于双氧水直接氧化氯丙烯生产环氧氯丙烷过程。开发了“液固循环流化床双氧水氧化氯丙烯生产环氧氯丙烷（FHPECH）新工艺，于2024年完成千吨级工业化试验，试验结果显示，反应性能优异，双氧水转化率与有效利用率大于99%，环氧氯丙烷选择性大于98%，可实现催化剂的在线更换，增加了装置运行的连续性和安全性。通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价，评价委员会专家一致认为：该成果工艺先进、创新性强、应用前景良好、达到了国际领先水平，并建议加快成果技术推广。与传统氯醇法相比，可减排废水98.5%；与甘油法相比，可减排废水85%，且废水中不含盐可以直接生化处理。与双氧水法环氧氯丙烷固定床工艺相比，安全性更高、废水量更低，生产成本更经济。现已授权陕西榆能能化新材料有限公司建设10万吨/年工业示范装置，预计2027年建成投产。

（3）创制高性能钛硅分子筛微球型催化剂和配套液固循环流化床反应器，开发了“液固循环流化床双氧水氧化丙烯制环氧丙烷（FHPPO）新工艺”。 2022年完成百吨级中试试验，试验结果显示，双氧水转化率99.7%，环氧丙烷选择性98.2%，双氧水有效利用率99.9%，环氧丙烷产品纯度99.95%，催化剂环氧丙烷时空得率是国内外同类技术的2至3倍。实现了液固循环流化床反应器工艺在化工领域的首次中试应用，对提升我国环氧丙烷清洁、高效生产技术至国际最先进水平具有重要意义。通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价，评价委员会一致认为：该技术工艺先进，创新性强，应用前景好，达到了国际领先水平，建议加快示范装置建设。2023年完成20万吨/年 FHPPO工艺包编制。与国内现有 HPPO 技术相比，FHPPO投资节省15%以上，节能 29%，吨产品生产成本降低 1000 余元。

带领的研究组经过多年发展，以面向经济主战场为宗旨，以实现工业应用为目标，以合成含氧化合物为依托，已形成从催化材料开发到实验室反应性能评价到反应放大与过程强化的全链条式科研范式。研究组将继续聚焦含氧化合物的高效合成与工业应用，通过催化剂升级换代与过程强化，以颠覆性技术创新实现相关产业的高质量发展。

代表成果

论文：
1. Yao, X.; Liu, D.; Fu, J.;* Wang, J.; Shen, M.; Xiao, Z.; An, Q.;* Huang, J.*, Water-assisted preparation of Ni/La(OH)3 catalyst for efficient catalytic C-O bond hydrogenolysis of tetrahydrofuran-dimethanol, J. Catal., 2024, 440, 115790, DOI: /10.1016/j.jcat.2024.115790.
2. Tang, J.; Jia, K.; Zhang, R.; Liu, C. *; Lin, X.; Ge, T.; Liu, X.; Zhao, Q.; Liu, W.; Ma, D. *; Fan, H. *; Huang, J.*, Selective Hydrogenation of Alkyne by Atomically Precise Pd6 Nanocluster Catalysts: Accurate Construction of the Coplanar and Specific Actives Sites, ACS Catal., 2024, 14, 2463-2472, DOI: /10.1021/acscatal.3c05833.
3. Fu, J.; Dong. J.; Si, R.*; Sun, K.; Zhang. J; Li, M.; Yu, N; Zhang, B.; Humphrey, M. G.; Fu, Q.*; Huang, J.*, Synergistic effects for enhanced catalysis in a dual single-atom catalyst, ACS Catal., 2021, 11, 1952-1961, DOI: /10.1021/acscatal.0c05599.
4. Hong, F.; Wang, S.; Zhang, J.; Fu, J.; Jiang, K.; Sun, K.; Huang, J.*, Strong metal-support interaction boosting the catalytic activity of Au/TiO2 in chemoselective hydrogenation, Chin. J. Catal., 2021, 42, 1530-1537, DOI: /10.1016/S1872-2067(20)63763-9.
5. Zhang, Y.; Zhang, J.; Zhang, B.; Si, R.; Han, B.; Hong, F.; Niu, Y.; Sun, L.; Li, L.; Qiao, B.*; Sun, K.*; Huang, J.*; Haruta, M., Boosting the catalysis of gold by O2 activation at Au-SiO2 interface, Nature Commun., 2020, 11, 558, DOI: //10.1038/s41467-019-14241-8.
6. 黄家辉、吕强，合成甲基丙烯酸甲酯的催化剂及其制备方法，2020，ZL201811446358.1 (发明专利)。
7. 黄家辉、龙化云、吕强、贾玉华，一种喷雾成型微球状钛硅分子筛的改性方法及应用，2021，ZL201911383649.5 (发明专利)。
8. 黄家辉、贾玉华、吕强、龙化云，一种高活性催化氧化催化剂TS-1的制备方法，2022，ZL202110069156.5 (发明专利)。
9. 黄家辉、刘应春、苏鑫、何古色、张恒耘、何鹏、王昌云、李新菊、贾玉华、龙化云，一种应用液固循环流化床反应器直接氧化氯丙烯制环氧氯丙烷的工艺，2024，ZL202211539106.X (发明专利)。
10. 黄家辉、刘应春、苏鑫、何古色、龙化云、何鹏、王昌云、李新菊，2023，ZL202211139570.X (发明专利)。

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