馬丁教授，2005-2007，副研究員/中國科學(xué)院百人計劃，中科院大連化學(xué)物理研究所；2007-2009，研究員，中科院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點實驗室；2009-至今，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院研究員/教授。課題組主頁：www.chem.pku.edu.cn/mading。
研究工作集中圍繞能源相關(guān)的催化反應(yīng)進(jìn)行，著力于發(fā)展新的催化體系，結(jié)合operando表征手段來解決催化過程中的重要科學(xué)問題，包括：1）煤基/生物質(zhì)基/天然氣基合成氣的催化轉(zhuǎn)化：合成氣和二氧化碳轉(zhuǎn)化新路線的催化劑設(shè)計和反應(yīng)機理研究；2）氫氣制備和輸運新催化劑過程設(shè)計；3）甲烷（頁巖氣）活化的新路徑研究；高值化學(xué)品催化合成新體系；
2019年：北京大學(xué)十佳導(dǎo)師；騰訊科學(xué)探索獎；中國化學(xué)會-巴斯夫青年知識創(chuàng)新獎；上海光源杰出用戶獎；國家自然科學(xué)獎二等獎（第四完成人）；
2018年：教育部長江學(xué)者特聘教授；中組部萬人計劃創(chuàng)新領(lǐng)軍人才；2017年：中國科學(xué)十大進(jìn)展；國家杰出青年基金獲得者；中國催化青年獎；
2013年：北京大學(xué)青年教師教學(xué)比賽一等獎；
最近，該團隊與其它課題組合作分別于2021年9月1日和9月9日在ACS Catalysis（IF=13.084）上發(fā)表兩篇最新取得成果。下面，對這兩篇成果進(jìn)行簡要的介紹，以供大家學(xué)習(xí)和了解！
1. 北大&中科院金屬所&中科院煤炭化學(xué)研究所：超越Pd SACs和Pd NPs，選擇性>99%！Pd3/ND@G高效、低溫直接脫氫
苯乙烯（ST）是各種聚合物生產(chǎn)中使用最廣泛的原料之一，主要通過乙苯（EB）在氧化鐵基催化劑上的直接脫氫（DDH）生產(chǎn)。目前，由于反應(yīng)的吸熱性質(zhì)，DDH工藝需要大量過熱蒸汽和高達(dá)620℃的反應(yīng)溫度才能較好的ST收率，從而導(dǎo)致高能耗和高耗水量。因此，開發(fā)具有良好低溫活性的新型EB-DDH反應(yīng)催化劑迫在眉睫。
研究發(fā)現(xiàn)，完全暴露的團簇催化劑（FECCs）可以提供鄰近金屬原子的催化位點，并保持完全的原子利用效率，提供各種結(jié)構(gòu)可能性和催化可行性。此外，F(xiàn)ECCs不僅具有超小尺寸，而且與載體的接觸角小，可以提供金屬原子與載體之間更強的相互作用，增加團簇的穩(wěn)定性。
在2021年9月1日，北京大學(xué)馬丁教授、中科院金屬研究所劉洪陽研究員和中科院山西煤炭化學(xué)研究所溫曉東研究員（共同通訊作者）等人報道了一種在雜化納米金剛石-石墨烯載體上由平均3個鈀（Pd）原子組成的完全暴露的Pd團簇（Pd3/ND@G），用于乙苯低溫脫氫制苯乙烯。對比已報道的催化劑，Pd3/ND@G獲得了完全暴露和原子分散的Pd團簇，顯示出良好的催化性能，其中乙苯轉(zhuǎn)化率為328 mmol gPd-1 h-1和苯乙烯選擇性超過99%，并且在350 ℃無氧條件下的穩(wěn)定性大大增強。
通過密度泛函理論（DFT）計算證明，每個團簇中相鄰Pd原子之間的協(xié)同作用保證了乙苯中乙基上C-H鍵的有效活化和苯乙烯的容易脫附，比傳統(tǒng)的Pd單原子催化劑（Pd SACs）和Pd納米顆粒（Pd NPs）催化劑具有更高活性的關(guān)鍵?？傊?，該研究報道的這種精確控制完全暴露的Pd團簇的方法為在原子尺度上設(shè)計直接脫氫催化劑開辟了一條新的途徑。
Cooperative Sites in Fully Exposed Pd Clusters for Low-Temperature Direct Dehydrogenation Reaction. ACS Catalysis, 2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c01503.
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c01503.
2. 北大&南開：探究Pt-CeO2-δ/MgO通過O2和H2O完全氧化CO的機理
CO氧化在汽車尾氣處理和燃料電池工業(yè)過程中引起了廣泛關(guān)注，其中鉑（Pt）基催化劑是一種最有前途的催化劑。由于對O2或H2O氧化CO的反應(yīng)機理了解有限，催化劑的效率仍低于行業(yè)要求，這兩種反應(yīng)機理擬遵循類似/相同的反應(yīng)機理（Mars-van Krevelen反應(yīng)機理）。但是，最近的研究結(jié)果表明，這種假設(shè)可能是不正確的。
在202年9月9日，北京大學(xué)馬丁教授、南開大學(xué)張洪波特聘研究員和杜亞平教授（共同通訊作者）等人報道了一種MgO分散的CeO2-δ（CeO2-δ/MgO）負(fù)載分離的鉑原子（Pt1）和納米顆粒（Ptn）的催化劑，命名為0.5Pt-xCeO2-δ/MgO（x=0, 1, 2, 5, 10, 20），以建立兩種類型的活性中心。
其中，一種僅在Pt NPs上方（I-型），另一種在Pt原子和可還原金屬氧化物載體CeO2-δ（II-型）之間的界面處。通過對該催化劑進(jìn)行了動力學(xué)、熱力學(xué)和原位光譜分析，證明了O2的CO氧化在I-型位（Pt NPs）上經(jīng)歷Langmuir-Hinshelwood反應(yīng)機理，而水-氣轉(zhuǎn)換（WGS）反應(yīng)在Pt原子和可還原載體CeO2-δ（II-型）之間的界面處經(jīng)歷Mars-van Krevelen反應(yīng)機理。
通過活化能評估和所應(yīng)用的反應(yīng)物和產(chǎn)物壓力依賴性研究進(jìn)行驗證，其中系統(tǒng)性地減少了CO氧化的反應(yīng)勢壘（當(dāng)Pt NPs的大小增加并且是獨立的，就會獲得O2）與CeO2-δ尺寸的變化無關(guān)，而WGS的反應(yīng)勢壘對CeO2-δ的尺寸非常敏感，并且對Pt NPs的尺寸略有惰性。此外，根據(jù)壓力依賴性研究，作者發(fā)現(xiàn)CO和O2在Pt-CeO2-δ/MgO上存在競爭吸附，而CO和H2O之間沒有競爭吸附?？傊摴ぷ魈峁┝肆钊诵欧淖C據(jù)，證明H2O對CO氧化的促進(jìn)作用是反應(yīng)機理的改變，而不是H2O劑量分解的羥基的簡單作用。
Complete CO Oxidation by O2 and H2O over Pt-CeO2-δ/MgO Following Langmuir-Hinshelwood and Mars-van Krevelen Mechanisms, Respectively. ACS Catalysis, 2020, DOI: 10.1021/acscatal.1c02507.
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c02507.
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