【本站讯】6月11日，欧洲人文和自然科学院、美国国家工程院、奥地利科学院院士，德国慕尼黑工业大学约翰纳斯·莱凯尔（Johannes A. Lercher）教授做客第58期“黄岛讲坛”，以“分子筛在水相酸碱和双功能反应过程中的吸附与催化行为”（Understanding sorption and catalysis of zeolites for acid-base and bifunctional reactions in water）为题做学术报告。

莱凯尔教授报告的“主角”是分子筛。分子筛是一种无机晶体材料，具有规整的孔道结构、可调的酸碱性质和优良的水热稳定性。随着国民经济各行业的发展，其应用前景日益广阔，涉及石油炼制、石油化工、环境保护、生物工程、食品工业、医药化工等众多领域，是解决能源与环境问题的关键性材料。

莱凯尔教授指出，我们正在见证当今世界自上世纪50年代以来最为深刻的能源变革。目前，人类社会生活依然大量依赖石油及碳基能源。但越来越多的观点认为，现有的能源供给方式已然不可持续。因此需要思考如何减少能源消耗，减少碳的氧化和排放。我们需要采用不同的方式来获取能源，并且需要重新设计开发新的工艺路线。未来，我们会拥有各种形式的电力资源，但最终都需要通过化学键的形式对这些不同来源的能量进行存储。虽然我们尚不清楚是否会取得成功，但是我们必须要成功。

莱凯尔认为，由于未来获取能量的方式更加分散，我们需要在更低的温度下开发具有更高选择性的过程来实现能量的转化与存储。为此，人们将焦点放在了液相催化上。莱凯尔教授聚焦以水为媒介的液相催化过程，讲述了水在纳米限域空间中的存在形式。传统观点认为，水在分子筛孔道中是连续且均匀分布的。但莱凯尔教授团队的研究发现，水分子只在分子筛B酸中心附近发生有限的吸附，最终以团簇的形式离散分布在分子筛孔道中，团簇中间的空间可用于反应物分子的吸附。在阐述这一观点时，莱凯尔教授以沸石分子筛为例，同时他强调这一现象不限于分子筛，而是一种普遍现象，目前人们刚刚开始对这一现象有所认识。在此基础上，莱凯尔教授讲解了纳米孔道中的水对反应分子的过量化学势以及反应活性的影响。

报告最后，莱凯尔教授还提到了水相纳米限域环境中的电化学。报告结束后，莱凯尔教授对听众的提问进行了耐心解答。

约翰纳斯.莱凯尔（Johannes A. Lercher），物理化学家、工业化学家，1998年起任德国慕尼黑工业大学教授，2011年起兼任美国西北太平洋国家实验室主任，欧洲人文和自然科学院、美国国家工程院、奥地利科学院院士，现担任催化学报（Journal of Catalysis）主编，曾担任国际分子筛协会主席、欧洲催化联合会主席、德国催化协会副主席。率先使用振动光谱学来区分催化剂表面不同的反应途径，专注于研究反应物分子和中间体的热力学状态、催化反应动力学以及催化材料与反应分子的构效关联。突出贡献是通过微调活性位点周边的几何及化学环境并调控反应路径的化学势来合成新型催化剂，显著降低催化过程所需的反应温度并提高目标产物的选择性。