传统的过渡金属、碱金属公认是多相催化最主要的活性组分。近年来,随着催化学科的发展,碳/炭材料被认为不仅仅充当载体的角色,更是一类潜在的非金属多相催化剂。因此直接利用可再生、无污染的非金属碳替代传统金属基催化剂,是能源与环境催化领域前沿中最活跃的研究课题之一。报告人主要从事非金属碳催化反应的机理研究。在揭示催化反应过程学、发展原位红外光谱技术和探索碳材料电子结构等方面取得如下工作:1)发展了“模型碳分子探针法”,精准调控活性分子梯度结构/电子结构,从分子/纳米尺度逐一、定向揭示碳催化活性中心、位点空间结构与催化活性规律;2)发展了原位光谱与同位素标定技术,实时监测活性位点、中间物种的演变动力学行为,从实验角度提出催化反应基元决速步骤;3)从电子结构角度建立并发展“sp3-sp3/sp2-sp2”不同杂化态碳催化剂结构-性能关系。