专家信息：
李微雪，男，1970年生。 现任中国科学技术大学化学与材料科学学院化学物理系教授，曾任中国科学院大连化学物理研究所研究员。基金委“杰出青年基金”、中科院“**计划”获得者 ，催化基础国家重点实验室“理论催化”组长，二级研究员，博士生导师。
教育及工作经历：
2015.06-Present 中国科学技术大学，合肥微尺度物质科学国家实验室（筹），教授。
2012.12，长期聘任研究员。
2012.11，二级研究员。
2006.01，中德马普伙伴研究小组组长。
2005.05，中科院大连化学物理研究所，研究员，博士生导师。
2005.05，催化基础国家重点实验室， 组建“理论催化”课题组并任组长。
2004.12，中科院“**计划”择优支持。
2004.07-2015.06 中科院大连化学物理研究所，理论催化课题组长，研究员。
2002.08-2004.06 丹麦Aarhus大学物理系, 博士后，合作导师 Bjork Hammer 教授。
1999.01-2002.07 德国马普协会Fritz-Haber研究所理论部，博士后，合作导师 Matthias Scheffler教授。
1995.09-1998.12 中国科学院力学研究所 博士毕业， 导师 王自强院士。
1992.09-1995.06 中国原子能研究院，硕士。
1988.09-1992.06 武汉大学物理系，本科。
学术兼职：
1、2014 中国化学会理论化学专业委员会委员。
2、2013.01, Surface Science (Elservier) , Advisory Editorial Board。
3、2013，中国化学会化学反应动力学专业委员会委员。
4、2012.08, 中科院大连化物所学术委员会委员。
5、2010, Nanoscience & Nanotechnology-ASIA (Bentham Science Publisher)Advisory Editorial Board。
6、2010, 催化学报(中国), Advisory Editorial Board。
会议组织：
1. 2015, Pacifichem, Symposium on “Theory and Computation for Efficient Utilization of Energy and Resources”
2. 2011年，美国第242届化学学会秋季会议Fuel Cell Division, Symposium on “Computational Methods, Modeling and Simulations in Fuel and Energy Technologies” 会议主席。
3. 2010年，任五年一届的欧洲Psi-K Conference 2010 on theoretical and computational research on electronic structure and properties of matter会议国际顾问委员会委员。
4. 2006年，中科院大连化物所专题研讨会 DICP Symposium “Chemical Physics of Materials”，会议主席。
主讲课程：
资料更新中……
培养研究生情况：
现指导研究生和博士后
丁戊辰 (2009-) 硕博连读
刘进勋 (2009-) 硕博连读
黄传奇 (2011-) 硕博连读
王莎莎 (2011-) 硕博连读
胡素磊 (2011-) 硕博连读
张冰燕 (2012-) 硕博连读
陈培培 (2013-) 直博
林浩 (2014-) 硕博连读
晏明涛 (2014-) 硕博连读
已指导研究生和博士后
杨明媚(2004-2007) 博士研究生
江涛 (2005-2007) 硕士研究生
孙科举(2006-2009) 博士研究生
苏海燕(2006-2009) 博士研究生
曾振华(2006-2010) 博士研究生
李国岭 (2007-2010) 博士后
赵永慧 (2006-2011) 博士研究生
马秀芳 (2009-2012) 博士研究生
顾向奎 (2006-2012) 硕博连读
孙大鹏 (2005-2013) 硕博连读
胡嘉 (2009-2013) 博士后
欧阳润海 (2007-2013) 硕博连读
姚锟 (2010-2013) 硕士
学生获奖情况：
2014年
刘进勋 宝洁优秀学生奖
刘进勋 中国科学院院长优秀奖
刘进勋 中国科学院院长奖学金
刘进勋 大连化物所优秀研究生奖
刘进勋 中国科学院大学三好学生标兵
丁戊辰 中国科学院三好学生
2013年
刘进勋 国家奖学金
刘进勋 中国科学院三好学生
欧阳润海 延长集团优秀研究生奖学金(二等)
欧阳润海 中科院院长优秀奖
欧阳润海 大连化物所优秀研究生奖
胡素磊 中国科学院三好学生
胡素磊 中国科学院优秀研究生干部
2012年
马秀芳 延长集团优秀研究生奖学金(二等)
顾向奎 延长集团优秀研究生奖学金(三等)
欧阳润海 DICP-Corning优秀研究生奖学金
欧阳润海 中国科学院三好学生
张冰燕 中国科学技术大学-DICP优秀学生奖学金
2011年
顾向奎 DICP-Corning优秀研究生奖学金
赵永慧 延长集团优秀研究生奖学金(三等)
赵永慧 中国科学院三好学生
马秀芳 卢嘉锡优秀研究生奖
马秀芳 第十一届全国量化会优秀墙报二等奖
马秀芳 湖南省优秀硕士论文(联合培养)
黄传奇 中国科学技术大学-DICP优秀学生奖学金
张冰燕 中国科学技术大学暑期大研论文“校优”
2010年
顾向奎 中国科学院三好学生
2009年
曾振华 中国科学院三好学生
孙大鹏 中国科学院优秀学生干部
2008年
苏海燕 中国科学院三好学生
孙科举 中国科学院三好学生
丁戊辰 中国科学技术大学暑期大研论文“校优”
研究方向：
石油炼制、合成氨、汽车尾气排放等在当今社会经济发展中起着重要的作用，其基础就是多相催化化学。目前，如何缓解对化石资源的依赖，减少二氧化碳的排放，及其环境的影响，对多相催化研究提出巨大挑战，特别需要发展新的催化过程和技术，要求具有更高活性和选择性的催化剂，以及如何利用地球上廉价、丰富的元素。多相催化发展的最终目标是，在充分认识控制催化活性本质的基础上，在原子尺度上实现催化剂的设计。
催化剂的功能从根本上来讲完全由其电子结构决定，而描述电子结构最直接、定量的手段，就是量子化学的计算方法。理论与计算化学，在小分子、团簇、气相反应等领域取得了巨大的成功。可以期待，运用该方法，通过研究结构和组分对催化剂电子性质的调变，进而实现特定的催化功能，势必为实现在原子尺度设计催化剂的终极目标，提供了有力的手段。
然而，在多相催化中，催化剂大多为纳米粒子，结构、组分复杂，同时，气固液固界面影响因素众多。因此，如何运用理论与计算化学的手段研究多相催化反应，逐步从理解、认识催化反应机理，到加速催化剂优化的过程，直至最终从理论上预言新的催化剂，就成为目前理论与计算催化研究的前沿课题，也是我们研究的焦点。
研究焦点：
1. 结构敏感性：晶相、形貌和尺寸效应
2. 反应选择性： 合成气化学、甲醇化学
3. 材料稳定性：反应条件下催化材料结构演化
近期研究兴趣包括:
1. 催化反应结构敏感性研究：从第一性原理计算出发，研究CO活化、C-C键形成、重整反应；着眼点是催化材料晶相、行貌、尺寸对催化反应活性、选择性的影响和调控。
2. 催化材料稳定性理论研究：发展适合于描述原位反应条件下的催化材料结构演化和稳定性的动力学理论和方法。
承担科研项目情况：
1. 超薄氧化物薄膜催化性质的理论研究，主持，部委，2011-05--2013-05
2. 合成气选择性转换到乙醇的理论探索，主持，其他，2011-01--2012-12
3. 合成气制碳二含氧化物的密度泛函理论研究 ，主持，国家，2009-01--2011-12
4. 二维金属薄膜表面催化的量子调控，参与，国家，2008-01--2011-12
5. 复杂体系的化学动力学研究，参与，部委，2007-09--2011-09
6. 中德马普伙伴小组“高压氧化理论，主持，其他，2006-01--2011-12
7. 2014 中科院科技创新交叉与合作创新团队。
8. 2014 中科院重大突破项目。
9. 2013 中科院先导项目。
10. 2012 基金委“杰出青年基金”。
合作研究：
中国科学院大连化学物理研究所：刘景月研究员/杨学明研究员/ 丁云杰研究员
中国科学技术大学：黄伟新教授
北京大学：马丁教授, 张亚文教授，蒋鸿研究员 厦门大学：陈明树教授
Fritz-Haber Institute der MPG (Germany): Prof. Matthias Scheffler
University of California at Santa Barbara (USA): Prof. Horia Metiu
Lawrence Berkeley National Laboratory (USA): Dr. Zhi Liu
Gwangju Institute of Science and Technology, Korea, Prof. Simon Mun
发表英文论文
2015
91 Energetics and Core Level Shifts of Anion-Doped TiO2 Photocatalysts: a First Principles Study
W. C. Ding, W. X. Li
Chin. J. Catal., (accepted, May 20, 2014)
2014
90 Supported Single Pt1/Au1 Atoms for Methanol Steam Reforming
X. K. Gu, B. T. Qiao, C. Q. Huang, W. C. Ding, K. J. Sun, E. S. Zhan, T. Zhang, J. Y. Liu, and W. X. Li
ACS Catalysis, 4 (2014), 3886–3890 (PDF)
89 Co–Co2C and Co–Co2C/AC Catalysts for Hydroformylation of 1-Hexene under Low Pressure: Experimental and Theoretical Studies
W. D. Dong, J. X. Liu, H. J. Zhu, Y. J. Ding*, Y. P. Pei, J. Liu, H. Du, M. Jiang, T. Liu, H. Y. Su and W. X. Li*
J. Phys. Chem. C, 118 (2014), 19114–19122 (PDF)
88 First-principles study of NO reduction by CO on transition metal atoms-doped CeO2(111)
W. C. Ding, W. X. Li
Chin. J. Catal., 35 (2014), 1937-1943 (PDF)
87 Following Molecules through Reactive Networks: Surface-Catalyzed Decomposition of Methanol on Pd(111), Pt(111), and Ni(111)
Z. C. Kramer, X. K. Gu, D. Y. Zhou, W. X. Li, and R. T. Skodje
J. Phys. Chem. C, 118 (2014) 12364–12383 (PDF)
86 Single Pd Atom Embedded in CeO2(111) for NO Reduction with CO: A First-Principles Study
W. C. Ding, X. K. Gu, H. Y. Su and W. X. Li
J. Phys. Chem. C, 118 (2014) 12216-12223 (PDF)
85 CO and NO-Induced Disintegration and Redispersion of Three-Way Catalysts Rhodium, Palladium and Platinum: an Ab Initio Thermodynamics Study
B. Goldsmith, E. Sanderson, R. H. Ouyang, W. X. Li
J. Phys. Chem. C, 118 (2014) 9588-9597 (PDF)
84 Crystal Plane-controlled Selectivity of Cu2O Catalysts in Propylene Oxidation with Molecular Oxygen
Q. Hua, T. Cao, X. K. Gu, J. Q. Lu, Z. Q. Jiang, X. R. Pan, L. F. Luo, W. X. Li and W. X. Huang
Angew. Chem. Int. Ed., 53 (2014) 4856 (PDF)
83 Stability of polar ZnO surfaces studied by pair potential method and local energy density method
K. J. Sun, H. Y. Su, W. X. Li
Theo. Chem. Acc.133 (2014) 1427 (PDF)
82 A first-principles study of C=O bond scission in multi-atomic molecules on flat and stepped metal surfaces
Y. H. Zhao, J. X. Liu, H. Y. Su, K. J. Sun, and W. X. Li
ChemCatChem, 6 (2014) 1755-1762 (PDF)
2013
81 Atomistic Theory of Ostwald Ripening and Disintegration of Supported Metal Particles under Reaction Conditions
R. H. Ouyang, J. X. Liu, W. X. Li
J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 1760-1771 (PDF)
80 Crystallographic Dependence of CO Activation on Cobalt Catalysts: HCP versus FCC
J. X. Liu, H. Y. Su, D. P. Sun, B. Y. Zhang, W. X. Li
J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 16284–16287 (PDF)
79 Platinum-modulated Cobalt NanoCatalysts for Low Temperature Aqueous Phase Fischer-Tropsch Synthesis
H. Wang, W. Zhou, J. X. Liu, R. Si , G. Sun, M. Q. Zhong , H. Y. Su, H. B. Zhao, J. A. Rodriguez , S. J. Pennycook , J. C. Idrobo, W. X. Li, Y. Kou, D. Ma
J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 4149-4158 (PDF)
78 Mechanistic Studies of Water Electrolysis and Hydrogen Electro-Oxidation on High Temperature Ceria-Based Solid Oxide Electrochemical Cells
C. J. Zhang, M. Grass, Y. Yu, C. Dejoie, W. C. Ding, K. Gaskell, N. Jabeen, Y. P. Hong, A. Shavorskiy, H. Bluhm, W. X. Li, G. Jackson, Z. Hussain, Z. Liu, B. Eichhorn
J. Am. Chem. Soc. 135 (2013), 11572–11579 (PDF)
77 Growth of Single- and Bi-layer ZnO on Au(111) and Interaction with Copper
X. Y. Deng, K. Yao, K. J. Sun, W. X. Li, J. Lee, C. Matranga
J. Phys. Chem. C 117, (2013) 11211–11218 (PDF)
76Structure sensitivity of CO methanation on Co (0001), (1012) and (1120) surfaces: Density Functional Theory calculations
J. X. Liu, H Y. Su, W. X. Li
Catal. Today, 215, (2013) 36-42 (PDF)
75 A First-Principles Study of Structural, Electronic Properties and Oxygen Binding of FeO/Pt(111) and FeO2/Pt(111)
D. P. Sun, W. X. Li
Chin. J. Catal. 34 (2013) 973–978 (PDF)
74 Ab initio atomistic thermodynamics study of Pt3Ni(111) surface under oxygen environments
D. P. Sun, Y. H. Zhao, H. Y. Su, W. X. Li
Chin. J. Catal. 34 (2013) 1434–1442 (PDF)
73 First-Principles Study of Water Activation on Cu-ZnO Catalysts
K. Yao, S. S. Wang, X. K. Gu, H. Y. Su, W. X. Li
Chin. J. Catal. 34 (2013) 1705-1711 (PDF)
72 CO induced change of adsorption site and charge of Au adatom on FeO(111)/Ru(0001)
R. H Ouyang, W. X. Li
Chin. J. Catal. 34 (2013) 1820-1825 (PDF)
2012
71 Density functional theory study of ethylene hydroformylation on Rh(111) and RhCu(111) surface
X. F. Ma, Y. H. Zhao, H. Y. Su, W. X. Li
Chin. J. Catal. 33, 1706-1711 (2012) (PDF)
70 Effect of Pd Doping on Water Dissociation on ZnO(11-20) Surface
X. K. Gu, W. C. Ding, C. Q. Huang, W. X. Li
Chin. J. Catal. 33, 1427-1431 (2012) (PDF)
69 In- and Out-Dependent Interactions of Iron with Carbon Nanotubes
L. Yu, W. X. Li, X. L. Pan, X. H. Bao
J. Phys. Chem. C 116, 16461-16466 (2012) (PDF)
68 Theoretical Study of the Role of a Metal–Cation Ensemble at the Oxide–Metal Boundary on CO Oxidation
D. P. Sun, X. K. Gu, R. H. Ouyang, H. Y. Su, Q. Fu, X. H. Bao, W. X. Li
J. Phys. Chem. C 116, 7491-7498 (2012) (PDF)
67 Progress in studies of graphene growth mechanism on transition-metal surfaces (in Chinese,Invited Review Article)
X. F. Ma, K. J. Sun and W. X. Li
Chinese Sci. Bull. 57, 987-994 (2012) (PDF)
66 Kinetic study of acid-catalyzed cellulose hydrolysis in 1-butyl-3-methylimidazolium chloride
Z. H. Zhang, W. Q. Wang, X. Y. Liu, W. X. Li, H. B. Xie, and Z. B. Zhao
Bioresource Technology 112, 151-155 (2012) (PDF)
65 CO oxidation at the perimeters of an FeO/Pt(111) interface and how water promotes the activity: A first-principles study
X. K. Gu, R. H. Ouyang, D. P. Sun, H. Y. Su, and W. X. Li
ChemSusChem 5, 871-878 (2012) (PDF)
64 Structural and electronic properties of cobalt carbide Co2C and its surface stability: Density functional theory study
Y. H. Zhao, H. Y. Su, K. J. Sun, J. X. Liu, and W. X. Li
Surf. Sci. 606, 598-604 (2012) (PDF)
63 Force Reversed Method for Locating Transition States
K. J. Sun, Y. H. Zhao, H. Y. Su, W. X. Li
Theo. Chem. Acc. 131, 1118 (2012) (PDF)
2011
62 Rh Decorated Cu Alloy Catalyst for Improved C2 Oxygenates Formation from Syngas
Y. H. Zhao, M. M. Yang, D. P. Sun, H. Y. Su, K. J. Sun, X. F. Ma, X. H. Bao, W. X. Li
J. Phys. Chem. C. 115, 18247 (2011) (PDF)
61 First-principles study of the adsorption of Au atom, Au2 and Au4 clusters on FeO/Pt(111)
R. H. Ouyang, W. X. Li
Phys. Rev. B. 84, 165403 (2011) (PDF)
60 In-situ Oxidation Study of Pt(110) and its Interaction with CO
D. R. Butcher, M. E. Grass, Z. H. Zeng, F. Aksoy, H. Bluhm, W. X. Li, B. S. Mun, G. A. Somorjai, Z. Liu
J. Am. Chem. Soc. 133, 20319-20325, (2011) (PDF)
59 Carbon Chain Growth via Formyl Insertion on Rh and Co Catalysts in Syngas Conversion
Y. H. Zhao, K. J. Sun, X. F. Ma, J. X. Liu, D. P. Sun, H. Y. Su, W. X. Li
Angew. Chem. Int. Ed. 50, 5335-5338 (2011) (PDF)
58 Towards N-doped graphene via solvothermal synthesis
D. H. Deng, X. L. Pan, Y. Cui, L. Yu, J. Qi, W.X. Li, Q. Fu, G. Q. Sun, X. H. Bao
Chem. Mater. 23(5), 1188-1193 (2011) (PDF)
57 Theoretical insight into the electronic, optical and photocatalytic properties of photocatalysts InMO4 (M = V, Nb, Ta)
G. L. Li, and Z. Yin
Phys. Chem. Chem. Phys., 13, 2824-2833 (2011) (PDF)
56 Size-selective carbon nano-clusters as precursors to the growth of epitaxial graphene
B. Wang, X. F. Ma, M. Caffio, R. Schaub, W.X. Li
Nano Lett. 11(2), 424-430 (2011) (PDF)
55 Structure evolution of Pt-3d transition metal alloys under reductive and oxidizing conditions and effect on the CO oxidation: a first-principles study
H. Y. Su, X. K. Gu, X. F. Ma, Y. H. Zhao, X. H. Bao, W.X. Li
Catalysis Today 165, 89-95 (2011) (PDF)
54 Carbon Monoxide Adsorption and Dissociation on Mn decorated Rh(111) and Rh(553) Surfaces: A first-principles study
X. F. Ma, H. Y. Su, W. X. Li
Catal. Today 160, 228-233 (2011) (PDF)
53 Crystal Facet Dependence of Water Oxidation on BiVO4 Sheets under Visible Light Irradiation
D. Wang, H. Jiang, X. Zong, Q. Xu, Y. Ma, G. L. Li, C. Li
Chem. Eur. J., 17, 1275-1282 (2011) (PDF)
2010
52 Controllable Synthesis of Metal-Organic Frameworks: From MOF Nanorods to Oriented MOF Membranes
Y. S. Li, H. Bux, A. Feldoff, G. L. Li, W. S. Yang, J. Caro
Adv. Mater. 22, 3322-3326 (2010) (PDF)
51 Model Relation between the Energy-Band Edge and the Fermi Level of the Non-Degenerate Semiconductor TiO2: Application to Electrochemistry
G. L. Li, W.X. Li and C. Li
Phys. Rev. B 82, 235109 (2010) (PDF)
50 First-Principles Study on the Origin of the Different Selectivities for Methanol Steam Reforming on Cu(111) and Pd(111)
X. K. Gu and W. X. Li
J. Phys. Chem. C. 114, 21539-21547 (2010) (PDF)
49 Interface confined ferrous centers for catalytic oxidation
Q. Fu+, W. X. Li+, Y. X. Yao, H. Y. Liu, H. Y. Su, D. Ma, X. K. Gu, L. M. Chen, Z. Wang, H. Zhang, B. Wang, X. H. Bao**
Science 328, 1141-1144 (2010) (PDF)
48 A First Principles Study of Hydrogen Absorption on Mg(0001) and Formation of Magnesium Hydride
T. Jiang, L. X. Sun and W. X. Li
Phys. Rev. B 81, 035416 (2010) (PDF)
47 Theory of Nitride Oxide Adsorption on Transition Metal (111) Surfaces: A First-Principles Investigation
Z. H. Zeng, J. L. F. Da Silva, W. X. Li
Phys. Chem. Chem. Phys. 12, 2459 - 2470 (2010) (PDF)
46 First-principles calculation of core-level binding energy shift in surface chemical processes
Z. H. Zeng, X. F. Ma, W. C. Ding and W. X. Li,
Progress in Physical Chemistry, Special Issue of Science in China B: Chemistry53, 402-410 (2010) (PDF)
45 Density functional theory and ab initio molecular dynamics study of NO adsorption on Pd(111) surface
Z. H. Zeng, J. L. F. Da Silva and W. X. Li
Phys. Rev. B 81, 085408 (2010) (PDF)
44 Band structure and Fermi surface of atomically uniform lead films
S. L. He, Z. H. Zeng, M. Arita, M. Sawada, K. Shimada, S. Qiao, G. L. Li, W. X. Li, Y. F. Zhang, Y. Zhang, X. C. Ma, J. F. Jia, Q. K. Xue, Q. J. Jia, H. H. Huang, H. Namatame, and M. Taniguchi
New. J. Phys. 12, 113034 (2010) (PDF)
2009
43 In Situ UV Raman Spectroscopic Study on the Synthesis Mechanism of AlPO-5
F. T. Fan, Z. C. Feng, K. J. Sun, M. L. Guo, Q. Guo, Y. Song, W. X. Li and C. Li
Angew. Chem. Int. Ed. 48, 8743 (2009) (PDF)
42 A First-Principles Investigation of Surface and Subsurface H Adsorption on Ir(111)
H. Zhang and W. X. Li
J. Phys. Chem. C 113, 21361-21367 (2009) (PDF)
41 A Density Functional Theory Study of the Energetics, Electronic Structures, and Core Level Shifts of NO Adsorption on the Pt(111) Surface
Z. H. Zeng, J. L. F. Da Silva, H. Q. Deng, W. X. Li
Phys. Rev. B 79, 205413 (2009) (PDF)
40 Reversible structural modulation of Fe-Pt bimetallic surface and itseffect on reactivity
T. Ma, Q. Fu, H. Y. Su, H. Y. Liu, Y. Cui, Z. Wang, R. T. Mu, W. X. Li, and X. H. Bao
ChemPhysChem. 10, 1013-1016 (2009) (PDF)
39 A first-principles study of carbon monoxide oxidation on Ag(111) in presence of subsurface oxygen and stepped Ag(221)
H. Y. Su, Z. H. Zeng, X. H. Bao and W. X. Li
J. Phys. Chem. C 113, 8266-8272 (2009) (PDF)
38 A first-principles study on the behavior of HCl inside SWCNT
T. Liang, W. X. Li and H. Zhang
Journal of Molecular Structure (TheoChem) 905, 44-47 (2009) (PDF)
37Resonance Raman spectrum of Fe-AlPO4-5
K. J. Sun, W. X. Li, Z. C. Feng, C. Li
Acta. Phys. Chim. Sin. 25, 606610 (2009) (PDF)
36 Cooperative activation in ring-opening hydrolysis of epoxides by Co-salen complexes: A first principle density functional theory study
K. J. Sun, W. X. Li, Z. C. Feng, and C. Li
Chem. Phys. Lett. 470, 259 (2009) (PDF)
2008
35 Atomic and molecular adsorption on Rh-Mn alloy surface: a first principles study
X. F. Ma, H. Q. Deng, M. M. Yang, and W. X. Li
J. Chem. Phys. 129,244711 (2008) (PDF)
34 The effect of water on CO oxidation on Ag(111) and Au(111) surfaces: A first principle study
H. Y. Su, M. M. Yang, X. H. Bao and W. X. Li
J. Phys. Chem. C 112, 17303 (2008) (PDF)
33 Framework Fe ions in Fe-ZSM-5 zeolite studied by UV resonance Raman spectroscopy and density functional theory calculations
K. J. Sun, F. T. Fan, H. A. Xia, Z. C. Feng, W. X. Li and C. Li
J. Phys. Chem. C 112, 16036 (2008) (PDF)
32 Step enhanced dehydrogenation of ethanol on Rh
A. Resta, J. Gustafson, R. Westerstrom, A. Mikkelsen, E. Lundgren and J. N. Andersen, M. M. Yang, X. F. Ma, X. H. Bao and W. X. Li
Surf. Sci., 602, 3057 (2008) (PDF)
31 Hydrolysis of ball milling Al–Bi–hydride and Al–Bi–salt mixture for hydrogen generation
M. Q. Fan, F. Xua, L. X. Suna, J. N. Zhao, T. Jiang, W. X. Li
J. Alloy. Comp. 460, 125 (2008) (PDF)
30 Density function theory Study of CO catalytic oxidation on Pt(111) Pt3Ni(111) surfaces
H. Y. Su, W. X. Li and X. H. Bao
Chin. J. Catal. 29, 683 (2008) (PDF)
29 Wavevector-dependent quantum-size effect in electron decay length at Pb thin film surfaces
X. Liu, S. B. Zhang, X. C. Ma, J. F. Jia, Q. K. Xue, X. H. Bao and W. X. Li
Appl. Phys. Lett., 93, 093105 (2008) (PDF)
28 Direct spectroscopic observation of Fe(III);phenolate complex formed from the reaction of benzene with peroxide species on Fe/ZSM-5 at room temperature
H. A. Xia, K. Q. Sun, K. J. Sun, Z. C. Feng, W. X. Li, and C. Li
J. Phys. Chem. C., 112, 9001 (2008) (PDF)
27 Oxidation of Ir(111): from O-Ir-O trilayer to bulk oxide formation
Y. B. He, A. Stierle, W. X. Li, A. Farkas, N. Kasper, and H. Over
J. Phys. Chem. C. 112, 11946(2008) (PDF)
26 Modulating the reactivity of Ni-containing Pt(111)-skin catalysts by density functional theory calculations
H. Y. Su, X. H. Bao, and W. X. Li
J. Chem. Phys., 128, 194707(2008) (PDF)
25 A density functional theory study on co-adsorption of CO and O on Rh(111) surface
M. M. Yang, X. H. Bao, W. X. Li
Chin. J. Catal., 29, 75 (2008) (PDF)
24 Oxidation of platinum surfaces and reaction with carbon monoxide (Topical Review)
W. X. Li
J. Phys. Condens. Matt. 20, 184002 (2008) (PDF)
23 Unique reactivity of confined metal atoms on silicon substrate
Y. X. Yao, X. Liu, Q. Fu, W. X. Li, D. L. Tan, and X. H. Bao
ChemPhysChem 9, 975-979 (2008) (PDF)
2007
22 Chemical Processes on Solid Surfaces—Introduction to the 2007 Nobel Prize in Chemistry
X. F. Ma, H. Q. Deng, W. X. Li
Sci. &Techn. Rev. 25, 25 (2007) (in Chinese) (PDF)
21 Density Functional Theory Study of Hydrogen Dissociation on Ni-Doped Magnesium (0001) surface
T. Jiang, H. L. Chu, Y. N, Qi, W. X. Li, and L. X. Sun
Chin. J. Cata. 28, 1107 (2007) (PDF)
20 The improved electrochemical properties of novel La–Mg–Ni-based hydrogen storage composites
H. L. Chu, S. J. Qiu, L. X. Sun, Y. Zhang, F. Xu, T. Jiang, W. X. Li, M. Zhu, W. Y. Hu
Electrochim. Acta 52, 6700 (2007) (PDF)
19 Role of surface elastic relaxations in an O-induced nanopattern on Pt(110)-(1x2)
S. Helveg, W. X. Li, N. C. Bartelt, S. Horch, E. Laegsgaard, B. Hammer and F.Besenbacher
Phys. Rev. Lett. 98, 115501 (2007) (PDF)
18 Experimental observation of quantum oscillation of surface chemical reactivities
X. C. Ma, P. Jiang, Y. Qi, J. F. Jia, Y. Yang, W. H. Duan, W. X. Li, X. H. Bao, S. B. Zhang, and Q. K. Xue
Proceedings of the national academy of sciences of the United States of America104, 9204 (2007) (PDF)
17 First principles study of ethanol adsorption and formation of hydrogen bond on Rh(111) surface
M. M. Yang, X. H. Bao, and W. X. Li
J. Phys. Chem. C 111,7403 (2007) (PDF)
16 Density functional theory study of CHx (x=1-3)adsorption on clean and CO pre-covered Rh(111) surfaces
M. M. Yang, X. H. Bao and W. X. Li
J. Chem. Phys. 127, 024705 (2007) (PDF)
2006
15 Structure and activity of oxidized Pt(110) and alpha-PtO2
T. M. Pedersen, W. X. Li and B. Hammer
Phys. Chem. Chem. Phys. 8, 1566 - 1574 (2006) (PDF)
14 Density function theory calculation of oxygen adsorption on Au (111) surface
Z. H. Zeng , H. Q. Deng , W. X. Li, W. Y. Hu
Act. Phys. Sin. 55, 3157 (2006) (in Chinese) (PDF)
2005
13 Reactivity of gas/metal/metal-oxide three-phase boundary; the CO oxidation reaction at the Pt(111)-c(4x2)-2CO/α-PtO2 phase
W. X. Li and B. Hammer
Chem. Phys. Lett. 409, 1 (2005) (PDF)
12 One-dimensional PtO2 Oxide at Pt Steps: formation and reaction with CO
J. G. Wang, W. X. Li, M. Borg, J. Gustafson, A. Mikkelsen, T. M. Pedersen, E. Lundgren, J. Weissenrieder, J. Klikovits, M. Schmid, B. Hammer, and J. N. Andersen
Phys. Rev. Lett. 95, 256102 (2005) (PDF)
2004
11 Two-step reaction on a strained, nanoscale segmented surface
C. Africh, F. Esch, W. X. Li, M. Corso, B. Hammer, R. Rosei, and G. Comelli
Phys. Rev. Lett. 93, 126104(2004) (PDF)
10 Oxidation of Pt(110)
W. X. Li, L. Osterlund, E. K. Vestergaard, R.T. Vang, J. Matthiesen, T.M. Pedersen, E. Lægsgaard, B.
Phys. Rev. Lett. 93, 146104(2004)(PDF)
9 CO desorption rate dependence on CO partial pressure over platinum fuel cell catalysts
J. C. Davies, R. M. Nielsen, L. B. Thomsen, I. Chorkendorff, Á. Logadóttir, Z. Lodziana, J. K. Nørskov, W. X. Li, B. Hammer, S. R. Longwitz, J. Schnadt E. K. Vestergaard, R. T. Vang, and F. Besenbacher
Fuel Cells 4, 309 (2004)(PDF)
2003
8 Why is a noble metal catalytically active? The role of the O-Ag interaction in the function of silver as an oxidation catalyst
W. X. Li, C. Stampfl and M. Scheffler
Phys. Rev. Lett.90, 256102 (2003) (PDF)
7 Sub-surface oxygen and surface oxide formation at Ag(111): density functional theory investigation
W. X. Li, C. Stampfl and M. Scheffler
Phys. Rev. B 67, 045408 (2003)(PDF)
6 Insights into the function of silver as an oxidation catalyst by ab initio, atomistic thermodynamics
W. X. Li, C. Stampfl and M. Scheffler
Phys. Rev. B 68, 165412 (2003)(PDF)
2002
5 The role of sub-surface oxygen in oxide formation at transition metal surfaces
M. Todorova, W. X. Li, M.V. Ganduglia-Pirovano, C. Stampfl, K. Reuter, and M. Scheffler
Phys. Rev. Lett. 89, 096103 (2002) (PDF)
4 Oxygen adsorption on Ag(111): density functional theory investigation
W. X. Li, C. Stampfl and M. Scheffler
Phys. Rev. B 65, 075407 (2002)(PDF)
1998-2001
3 Elasticity, stability and ideal strength of beta-SiC in plane-wave-based ab initio calculations
W. X. Li and T. C. Wang
Phys. Rev. B 59, 3993(1999)(PDF)
2 Theoretical investigation of epitaxial deformation and hcp-bcc transition of alkali metals
W. X. Li and T. C. Wang
Phys. Rev. B 60, 11954(1999).(PDF)
1 Ab initio investigations of elasticity and stability of aluminum
W. X. Li and T. C. Wang
J. Phys. Condens. Matter 10, 9889(1998)(PDF)
发表中文论文：
1 阴离子掺杂TiO2的芯位移和热力学性质的第一性原理研究(英文) 丁戊辰; 李微雪 催化学报 2015-02-20
2 过渡金属替代的CeO2(111)表面上NO+CO反应机理的理论研究(英文) 丁戊辰; 李微雪 催化学报 2014-12-20
3 纳米催化材料的活性和稳定性理论研究 李微雪 中国化学会第29届学术年会摘要集——第36分会：纳米体系理论与模拟 2014-08-04
4 借助扫描隧道显微镜研究甲醇和水在TiO2(110)表面的光化学 马志博; 卫东; 金闲驰; 黄传奇; 徐晨彪; 杨文绍; 耿振华; 郭庆; 樊红军; 李微雪; 杨学明 中国化学会第29届学术年会摘要集——第01分会：表面物理化学 2014-08-04
5 晶相调控表面结构及其催化作用原理 刘进勋; 苏海燕; 李微雪 中国化学会第29届学术年会摘要集——第01分会：表面物理化学 2014-08-04
6 钴基催化剂晶相调控一氧化碳碳氧键活化 刘进勋; 苏海燕; 张冰燕; 李微雪 中国化学会第十二届全国量子化学会议论文摘要集 2014-06-12
7 反应气氛诱导负载型金纳米催化剂Ostwald熟化的理论研究 胡素磊; 欧阳润海; 李微雪中国化学会第十二届全国量子化学会议论文摘要集 2014-06-12
8 反铁磁氧化物NiO的表面化学性质研究 黄传奇; 蒋鸿; 李微雪 中国化学会第十二届全国量子化学会议论文摘要集 2014-06-12
9 纳米催化材料的活性和稳定性理论 李微雪 中国化学会第十二届全国量子化学会议论文摘要集 2014-06-12
10 金属铜催化甲醇蒸汽重整反应的理论研究 王莎莎; 李微雪 中国化学会第十二届全国量子化学会议论文摘要集 2014-06-12
11 CO诱导的FeO(111)/Ru(0001)负载Au原子吸附位和电荷的改变(英文) 欧阳润海; 李微雪 催化学报 2013-10-20
12 Cu-ZnO催化剂上水活化的第一性原理研究(英文) 姚锟; 王莎莎; 顾向奎; 苏海燕; 李微雪 催化学报 2013-09-20
13 氧气气氛下Pt_3Ni(111)表面结构变化的从头算原子热力学研究 孙大鹏; 赵永慧; 苏海燕; 李微雪 催化学报 2013-07-20
14 金属/氧化物界面催化反应活性中心设计的理论研究(英文) 李微雪 中国化学会第28届学术年会第13分会场摘要集 2012-04-13
15 钛硅分子筛活性中心的共振拉曼光谱及活性表征研究 孙科举; 范峰滔; 王长号; 夏海岸; 冯兆池; 李微雪; 李灿 第十五届全国光散射学术会议论文摘要集 2009-10-18
16 乙醇在Rh(111)表面上吸附的理论研究 杨明媚; 李微雪; 包信和 第十三届全国催化学术会议论文集 2006-09-01
17 CO在预吸附氧的Cu、Ag表面的吸附的理论研究 苏海燕; 李微雪; 包信和 第十三届全国催化学术会议论文集 2006-09-01
18 CO在预吸附氧的Cu、Ag表面的吸附的理论研究 苏海燕; 李微雪; 包信和 第十三届全国催化学术会议论文集 2006-09-01
19 铂台阶面的初始氧化及其对催化活性影响的理论研究 李微雪 第十三届全国催化学术会议论文集 2006-09-01
20 Structure and reactivity of transition metal surfaces under high oxygen pressure 李微雪 中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集 2005-10-01
21 FeO/Pt(111)与FeO_2/Pt(111)的几何、电子结构及表面氧活性的第一性原理研究(英文) 孙大鹏; 李微雪 催化学报 2013-05-20
22 Rh(111)及Rh@Cu(111)表面乙烯氢甲酰化反应选择性的理论研究 马秀芳; 赵永慧; 苏海燕; 李微雪 催化学报 2012-10-20
23 Pd掺杂对ZnO(1120)面上水解离的影响 顾向奎; 丁戊辰; 黄传奇; 李微雪 催化学报 2012-08-20
24 金属衬底上石墨烯生长机理研究进展 马秀芳; 孙科举; 李微雪 科学通报 2012-04-30
25 Fe-AlPO4-5 分子筛的共振拉曼光谱 孙科举; 李微雪; 冯兆池; 李灿 物理化学学报 2009-04-15
26 Pt(111)和Pt_3Ni(111)表面上CO催化氧化反应的密度泛函理论研究 苏海燕; 李微雪; 包信和 催化学报 2008-08-15
27 Rh(111)表面上CO和O共吸附的密度泛函理论计算研究 杨明媚; 包信和; 李微雪 催化学报 2008-01-15
28 固体表面化学过程——2007年度诺贝尔化学奖成果简介 马秀芳; 邓辉球; 李微雪 科技导报 2007-12-25
29 镍掺杂的镁(0001)面上氢气解离的密度泛函理论研究 江涛; 褚海亮; 齐艳妮; 李微雪; 孙立贤 催化学报 2007-12-15
30 现代表面化学的发展——2007年诺贝尔化学奖简介 马秀芳; 李微雪; 邓辉球 自然杂志 2007-12-15
31 2007年诺贝尔化学奖得主埃特尔与表面化学研究 黄伟新; 傅强; 李微雪 催化学报 2007-11-15
32 O在Au(111)表面吸附的密度泛函理论研究 曾振华; 邓辉球; 李微雪; 胡望宇 物理学报 2006-06-12
荣誉奖励：
1、2014年 科技部“中青年科技创新领军人才”。
2、2014年 化学会催化专业委员会“中国青年催化奖”。
3、2014年 中科院“朱李月华 ”优秀教师奖。
4、2013年 大连市第二批领军人才。
5、 2013 辽宁省优秀硕士生导师。
6、2012年 自然科学基金委“杰出青年”。
7、2012年 大连化物所2011年度“科技创新奖”（个人）。
8、2011年 辽宁省第六批“百千万人才工程”百人层次荣誉。
9、2010年 大连市“青年文明号”荣誉称号。
10、2009年 大连市“青年文明号”荣誉称号。
11、2009年 大连化物所优秀博士后导师。
12、2007年 辽宁省“百千万人才工程”千人层次荣誉。
13、2004年 中国科学院“**计划”择优支持。
14、1999-2002年 Max-Planck Fellowship。
15、1990年度、1991年度，武汉大学国家奖学金。
6月13日，应我院邀请，中国科学院大连化学物理研究所博士生导师、国家自然科学杰出青年基金获得者李微雪研究员来我院做了题为“纳米材料的稳定性及其催化功能”的精彩学术报告，并耐心细致地解答了同学们和老师们的各种提问，受到了大家的热烈欢迎。
来源：湖南大学化学化工学院
近日，催化基础国家重点实验室理论催化课题组李微雪研究员和博士研究生刘进勋、苏海燕副研究员，在合成气转化结构敏感性研究方面再获进展：首次从理论上揭示出钴催化剂晶相结构对一氧化碳C=O键解离活性和解离路径起着决定性影响，并给出了清晰的微观机制，在此基础上预言了高比质量活性、稳定钴催化剂的具体合成方向。主要研究结果以通讯形式发表在《美国化学会志》上(J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 16284–16287 )。
催化反应的结构敏感性和高比质量活性催化材料的稳定性是多相催化研究中关键的基本科学问题，其中最具代表性的一个例子就是利用钴催化剂通过费托合成将合成气(一氧化碳和氢气的混合物)转化为油品和化学品。长期以来，人们发现合成气转化活性显著依赖于钴催化剂的晶相结构：当六角密堆晶相HCP Co的含量较高时催化活性较高，而当面心立方密堆FCC Co含量较高时催化活性则相对较低。由于实际制备的催化材料往往同时包含有两个晶相，HCP Co是否较FCC Co具有更高的费托本征活性仍然是一个悬而未决的问题。与此同时，随着钴催化材料尺寸减小、反应温度升高，HCP Co将会发生结构相变，转变到FCC Co。这些问题的存在很大程度上限制了高效、稳定钴催化材料进一步的优化设计研究。
李微雪团队针对这一问题，通过基于第一性原理的动力学理论计算，以氢气氛下一氧化碳C=O键的活化为探针展开详细研究，首次从理论上揭示出钴催化剂的晶相对C=O键活化具有决定性影响：(1) 较FCC Co而言，HCP Co催化剂具有更高的本征活性，同时其催化活性还表现出更为显著的形貌效应；(2) HCP Co倾向于直接解离C=O键，而FCC Co则倾向于通过加氢间接解离C=O键。理论分析发现，产生这些差异的原因来源于HCP Co的晶体结构对称性相对较低，能够暴露出大量的高活性晶面。基于这些结果，李微雪团队提出通过HCP Co形貌的可控合成，暴露特定高活性的HCP Co(10-11)晶面以提高活性位密度，而不需要通过减小催化剂的尺寸，来实现高比质量活性、稳定的钴基催化剂的优化设计。这一研究结果揭示出可以利用材料不同晶相结构来控制表面结构和形貌，通过提高本征活性和活性位密度来获得高效、稳定催化材料，同时还预示了第一性原理动力学理论计算和材料可控合成将在其中发挥着重要作用。
李微雪研究团队长期致力于对合成气转化的系统理论研究，并在过去取得很好进展: (1) 发现可以利用铂和钴的晶格失配效应，来改变钴催化剂上C=O键解离活化的过渡态结构，降低反应能垒，提高费托反应的活性(J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 4149-4158); (2) 发现甲酰基作为一种重要的中间体，在铑和钴基催化剂上不仅仅在碳链增长、还在含氧化物的生成上起着重要的作用 (Angew. Chem. Int. Ed 50 (2011) 5335-5338)。在催化材料稳定性理论研究方面，近期还建立了完整地描述反应条件下负载纳米催化材料的Ostwald ripening过程的动力学方程，为抑制相应烧结过程的速率提供了重要研究手段 (J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 1760-1771)。
以上研究得到了国家自然科学基金委“杰出青年基金”和科技部973项目的资助。
来源：中国科学院大连化学物理研究所
我所原位高压催化氧化反应取得进展
近日，我所理论催化研究组李微雪研究员与美国劳伦斯伯克利国家实验室、韩国汉阳大学的研究人员合作，通过先进光源和理论计算，从谱学上证明了在原位反应条件下Pt(110)表面上催化氧化一氧化碳的活性相，研究结果以全文的形式发表在《美国化学会志》上（J. Am. Chem. Soc. DOI/10.1021/ja207261s）。
原位反应条件下催化剂的活性相和微观反应机理是多相催化反应研究中的挑战课题之一，代表性的一个课题就是汽车尾气Pt催化剂催化氧化的一氧化碳的活性相和反应机理。早在2004年，李微雪研究员通过密度泛函理论计算，并结合高压隧道扫描电镜，研究了氧化气氛下Pt(110)表面的氧化行为，构造了Pt(110)表面氧化的热力学相图，确定了表面氧化形成alpha-PtO2的条件（Phys. Rev. Lett. 93 (2004) 146104）。进一步的理论计算预言，在实际的反应条件下，一氧化碳氧化的活性位应该是位于气相、化学吸附相、alpha-PtO2三相共存的边界处 (Chem. Phys. Lett. 409 (2005) 1)。
在最新的研究中，借助于美国先进光源上的高压XPS，发现在高的氧分压下，Pt(110)表面上存在两种不同的氧物种，为两相共存。李微雪研究员课题组的XPS计算发现，这两种氧物种分别对应于化学吸附和alpha-PtO2的氧物种。这两种不同的氧物种，在原位反应条件下，表现出相类似的活性，都可以有效地催化活化一氧化碳。这些结果在谱学上全面证实了早期理论上预言的活性相和微观反应图像。进一步的负载型纳米催化剂上发现与单晶模型催化剂上相类似的能谱，该结果意味着单晶模型催化剂的研究结果也可以有效地外推到实际的负载型纳米催化剂上。
该研究工作得到国家自然科学基金委、科技部973的支持。
来源：中国科学院大连化学物理研究所 2011年11月
低温液相费托合成合作研究取得进展
近日，催化基础国家重点实验室理论催化研究组李微雪团队和北京大学化学与分子工程学院马丁教授、寇元教授团队，以及美国橡树岭国家实验室合作，在高效钴基催化剂低温费托合成制液体燃料研究中取得进展，研究成果以全文发表在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 4149-4158, doi: /10.1021/ja400771a )。
煤、生物质、页岩气来源的合成气，经费托合成制液体燃料是缓解目前石油资源短缺、满足能源需求急剧增加的重要途径。钴基催化剂因其较高的长链烷烃选择性和活性、稳定性，长期以来受到关注。费托合成反应是一个低温有利的强放热反应，寻找低温、高活性的钴基催化剂是目前研究的关键。
北京大学团队发展了一步加氢-还原方法，在Co催化剂中加入摩尔比为5%-10%的贵金属Pt，成功地合成了Pt-Co双金属纳米催化剂，在413-433K温度下实现了高效液相费托合成：CO转化率达到1 mol COmol Co-1 • h-1, C2-5和C5+选择性达到17%和70%。而在对照实验中，分步还原的Pt-Co双金属催化剂及纯Co纳米催化剂在相同温度下CO转化率仅为0.10 mol COmol Co-1 • h-1及0.09 mol COmol Co-1 • h-1。原子分辨球差矫正扫描透射电镜表明， Pt-Co双金属催化剂存在多种结构分布；而控制合成实验排除了Co纳米粒子负载的单原子Pt作为催化活性中心的可能。
李微雪研究团队在基于原子分辨的球差矫正扫描透射电镜和同步辐射X-射线吸收精细结构光谱表征基础上，以CO分子的活化为探针反应，展开了大量的理论计算研究。从理论上排除了实验上所观察到的大量不同结构的可能贡献，最终确定铂-钴双金属催化剂的活性中心为外延生长在Pt纳米粒子表面上的2-3原子层厚的金属钴薄膜。其高活性来源于铂-钴界面晶格失配导致钴薄膜处于拉伸状态，改变了CO断键过渡态的结构，降低了反应活化能，从而显著提升了反应活性。李微雪研究团队最近几年集中力量在合成气选择性转化的理论研究上。2011年通过计算发现，在铑和钴基催化剂上，甲酰基在碳链增长中起着重要的作用 (Angew. Chem. Int. Ed50 (2011) 5335-5338, DOI: /10.1002/anie.201100735 )。
该工作为利用双金属的界面晶格失配效应来调控纳米催化剂的活性提供了新思路。研究中所采取的“材料可控合成→催化反应→高分辨电镜、原位表征→理论计算反应机理”策略，也是目前多相催化研究的趋势和发展方向。
该工作得到国家自然科学基金委杰出青年基金、科技部973项目资助。科学计算在天津超算中心进行，透射电镜和同步辐射实验分别在美国橡树岭国家实验室和布鲁克海文国家实验室完成。
来源：中国科学院大连化学物理研究所 2013年3月
反应条件下纳米催化材料稳定性理论取得新进展
Syngas (CO/H2) from coal, natural gas, or biomass has attracted much attention as alternative to petroleum-derived fuels and chemicals. It can be selectively converted to oxygenates, such as alcohols, aldehydes, and carboxylic acids with rhodium or cobalt catalysts. The mechanism and, in particular, the role of HCO in syngas conversion is unclear.
Wei-Xue Li and colleagues, Dalian Institute of Chemical Physics, China, have shown that HCO insertion into CHx leads to chain growth on Rh(111) and Co(0001) surfaces. They used DFT calculations to demonstrate for the first time that HCO insertion into CHx is thermodynamically and kinetically preferred over the generally accepted mechanism of CO insertion (see picture).
This presents a new reaction channel for syngas conversion and this insight could be used to design and develop improved catalysts to enable syngas to be used as a chemical feedstock.
Author: ChemViews
Published Date: 15 五月 2011
Source / Publisher: Angewandte Chemie International Edition/Wiley-VCH
Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
李微雪，1970年生，博士，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室研究员。兼任中国化学会化学反应动力学专业委员会委员，中国化学会理论化学专业委员会委员， Surface Science （Elsevier）和《催化学报》编委。1999～2002年在德国马普协会Fritz-Haber-Institute从事博士后研究，2002～2004年在丹麦Aarhus大学从事博士后研究工作。2004年进入中国科学院大连化学物理研究所工作至今，期间担任催化基础国家重点实验室“理论催化”课题组长、中德马普伙伴研究小组负责人（催化氧化理论），主持国家杰出青年基金等多个重要项目。先后入选中科院“**计划”、辽宁“百**人才工程”，所在团队入选中科院科技创新“交叉与合作创新团队”，曾被评为2013年度大连市领军人才、2014年度国家科技系统中青年创新领军人才，获2012年度大连化学物理研究所科技创新奖、第五届中国催化奖“中国催化青年奖”等。
催化剂的本征活性从根本上来讲完全由其电子结构决定，而描述电子结构最直接、定量的手段，就是量子化学的计算方法。理论与计算化学在小分子、团簇、气相反应等领域取得了巨大的成功。可以期待，运用该方法，通过研究结构和组分对催化剂电子性质的调变，进而实现特定的催化功能，势必为实现在原子尺度设计催化剂的终极目标提供有力的手段。然而，在多相催化中，催化剂大多为纳米粒子，结构、组分复杂。同时，气固界面、液固界面影响因素众多。因此，如何运用理论与计算化学的手段研究多相催化反应，并考虑这些复杂因素影响，逐步从理解、认识催化反应机理，到加速催化剂优化的过程，直至最终从理论上预言新的催化剂，就成为目前理论与计算催化研究的前沿课题。李微雪研究员针对上述重要课题，运用理论与计算研究手段，发展新的研究方法，围绕合成气选择性转化为探针反应的结构敏感性、催化材料稳定性理论等方面展开研究，取得较好的理论进展。迄今为止发表SCI文章90余篇，其中包括Science、 J. Am. Chem. Soc.（5篇）、Angew. Chem. Int. Ed.（3篇）、Phys. Rev. Lett.（6篇）、Nano Lett.、PNAS等。
一、合成气选择性转化结构敏感性理论研究
煤、生物质、页岩气来源的合成气，经费托合成制液体燃料是缓解目前石油资源短缺、满足能源需求急剧增加的重要途径。费托合成反应是一个低温有利的强放热反应，寻找低温、高活性和高选择性的金属催化剂是目前研究的关键，需要深入研究相应催化反应的结构敏感性以及链增长反应机理。
1．晶相结构敏感性研究
李微雪研究员基于第一性原理的动力学理论计算，以氢气氛下一氧化碳C=O键的活化为探针展开详细研究。首先他与团队通过理论计算，计算Co催化剂不同晶相各种表面的表面能，在此基础上，依据Wullf原理，得到了相应晶相的形貌以及可能暴露出来的晶面（图1）。在此基础上，详细考察了在不同晶相以及所暴露的不同晶面上一氧化碳吸附和解离的过程。计算发现，CO的吸附能变化较小，结构不敏感。然而，CO的解离能垒表现出了显著的结构敏感性：在HCP Co上存在有四个不同的表面(11-21)、(10-11)、(10-12)、(11-20)，均具有较低的直接解离能垒，都低于FCC Co上最活泼上(311)表面CO直接解离活化的能垒。产生这些差异的原因来源于HCP Co的晶体结构对称性相对较低，能够暴露出众多的晶面，形成能量上较为有利的过渡态的结构，从而具有较高的本征活性（图1）。
就HCP Co暴露的四个高活性晶面而言，其本征活性也表现出较大的差异，四个表面所占表面的比例也有较大的差异，(10-11)面的含量最高，达到～30%左右。因此HCP Co较FCC Co而言，不单具有较高的本征活性，还同时表现出显著的形貌效应。进一步理论计算研究发现，由于FCC Co的CO直接解离活化能垒相对较高，CO更加倾向于加氢间接活化，相应的表观活化能有所降低，但仍然高于HCP Co上直接活化的能垒。HCP Co晶相上CO加氢活化并没有较直接活化有所降低，所以仍然以直接活化为主。这些结果表明CO活化的方式也显著系依赖于催化剂的晶相。基于这些结果，李微雪团队提出通过HCP Co形貌的可控合成，暴露特定高活性的HCP Co(10-11) 晶面以提高活性位密度，而不需要通过减小催化剂的尺寸来提高活性位的密度，来实现高比质量活性、稳定的钴基催化剂的优化设计。
上述研究揭示出可以利用材料不同晶相结构来控制表面结构和形貌，通过提高本征活性和活性位密度来获得高效、稳定催化材料。李微雪团队近期将这一研究思路扩展到了其它过渡金属催化剂（Ru, Ni、Fe）和催化反应（甲烷化、合成氨）等体系里，从理论上验证这一研究思路的可行性。团队目前正在与从事材料可控合成的实验研究课题组积极合作，力图从实验上合成出相应的催化材料，研究其是否具有更高的催化性能，从而来证实相应的理论推测。
2．甲酰基在碳链增长中的作用
李微雪团队利用密度泛函理论计算，以Rh和Co催化剂的密堆面和台阶面为例，对HCO在合成气选择性转换中的作用展开了详尽理论研究。计算结果表明，HCO不但能够有效地活化一氧化碳，加氢产生烷基单体CHx(x=1,2,3)，还能进一步在后续反应中起到重要的作用：较CO+CHx (x=1,2,3)插入反应生成含氧化物CHxCO (x=1,2,3)而言，研究发现HCO+CHx(x=1,2,3)插入生成含氧化物CHxCHO(x=1,2,3)在动力学和热力学上更为有利。
进一步的对比计算表明，HCO+CHx (x=1,2,3)插入反应，可以和烷基之间的偶联反应CHx+CHy(x,y =1,2,3)相竞争。相关研究结果表明，甲酰基作为一种重要的中间体，不单是生成含氧化物的重要中间体，也是碳链增长的重要中间体，并且该结论具有结构不敏感性。这些结果加深了甲酰基在合成气选择性转化中对碳链增长作用的认识。
3．双金属晶格失配形变对一氧化碳活化调制研究
李微雪团队和北京大学马丁教授、寇元教授合作，以PtCo双金属为催化剂，以液相费托反应为探针反应展开深入研究。课题组以CO分子的活化为探针反应，展开了大量的理论计算研究。首先从理论上确定实验上所观察到的众多结构单元活性都较Co催化剂的本征活性更低，不可能作为实验上观测到的高活性的活性中心。在理论上确定了高活性催化反应活性中心，为外延生长在Pt或PtCo合金纳米粒子表面上的2-3原子层厚的金属钴薄膜，这一结构单元具有较低的解离一氧化碳的能垒（见图3）。对表面结构的详细理论分析发现，其高活性来源于铂–钴晶格常数上的差异（～13%），这一晶格失配导致钴薄膜处于拉伸状态。然而与上述所提的晶格拉伸形变导致d-带变化从而提高活性的早期理论不同，课题组发现晶格形变带来活性的提高主要体现在形成全新的过渡态，能量上更为有利，从而提升了反应活性。
基于该结果，课题组在实际纳米催化材料中利用双金属催化材料的晶格失配来改变催化材料的晶格形变，从而实现催化反应过渡态结构的改调变，来提升催化材料的本征活性。这为催化材料优化设计提供了新的思路。研究中所采取的“材料合成—反应测试—原位电镜、原位动态表征—理论计算—揭示反应机理”策略，也很好地体现了目前多相催化研究的趋势和潮流。
二、催化材料的稳定性理论研究
纳米催化剂由于尺寸较小、比表面积高、稳定性差，在热力学上倾向于聚集和烧结。在实际反应条件下，催化剂的聚集和烧结可能会被进一步显著加快，并最终导致催化剂失活。因此如何提高反应条件下催化剂的稳定性、抑制催化剂的烧结，并且高效地实现催化剂的分解与再生，是多相催化剂工业化过程中长期以来所面临的重大课题。
李微雪团队以催化剂失活中经典的Ostwald熟化过程为对象，首次从微观上建立了描述实际反应条件下催化剂烧结和分解的一般性形式理论和动力学方程。
该方程很好地考虑了反应气氛对熟化中间体形成、熟化动力学表观活化能、纳米粒子化学势等的影响。金属与载体的相互作用也通过对熟化中间体活化能以及负载纳米粒子接触角的影响而被自洽地包括在该动力学方程中。李微雪团队以一氧化碳气氛下负载型铑纳米催化剂的熟化和分解为例展开详尽分析，计算所得的结果在很宽反应温度、压力和催化剂尺寸范围内都与实验结果相一致，证实了理论方法的正确性和实用性。
该理论方法的建立，使得团队可以全面、定量地研究反应条件下纳米催化材料烧结动力学的影响。在此基础上，李微雪团队编制了相应的程序。相关研究结果为如何通过优化载体、反应条件、控制催化剂的尺寸和分布来抑制催化剂的烧结以及如何选择载气实现催化剂的再生提供了重要的参考和依据。
在催化材料稳定性研究方面，李微雪团队与包信和院士合作研究发现，可以通过金属与氧化物的界面强相互作用来稳定住高活性的铁物种，使其在氧化反应条件下具有较好的抗完全氧化的功能，并因而处于较低的亚铁状态。亚铁物种在金属／氧化物界边界处由于配位不饱和，可以高效地活化分子氧，有效地避免低温一氧化碳的中毒，形成高效的一氧化碳氧化的界面反应活性中心，可以用来稳定、高效地实现质子膜燃料电池一氧化碳的消除。
来源：科学成果管理与研究 2015年第8期
左图：当原料气的配比一定时，在室温条件下，一氧化碳的转化率和氧分子氧化一氧化碳的选择性均达到100%。右图：CUF示意图。
5月28日，美国《科学》杂志以研究报告（Report）的形式发表了中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室纳米与界面催化研究组傅强、马丁和包信和，与理论催化研究组李微雪等研究人员合作完成的最新研究成果。他们在国家自然科学基金委员会、中国科学院、“973”计划等的长期资助下，经过8年多的艰苦努力，在贵金属铂表面创造性地构建了具有配位不饱和的亚铁纳米结构，成功地实现了室温条件下分子氧的高效活化，并用于催化一氧化碳的低温脱除和甲醇的选择氧化等反应，取得了重要突破。
作为自然界中普遍存在的重要过程，催化作用几乎遍及化学反应的整个领域，并因此成为现代化学工业的基石。高效催化剂的使用以及新型催化剂的出现，都会促进相关技术、工业过程的革新，甚至改变化学工业的面貌。
当前，随着一次能源的不断消耗和可能面临的枯竭，以及环境问题的日益突出，资源的优化利用和社会的可持续发展成为许多国家面临的一大挑战。因此，与能源、环境密切相关的化学工业正在面临着一场重大的革新，作为主导和关键技术的催化技术也正在经历着一场重大的科学和技术的创新。催化科学和技术的发展将更加强调对催化剂进行定向设计和合成，实现温和条件下目标产物100%的选择性，这也一直是催化研究的梦想。
向大自然学习
设计与制备高效催化剂
在催化研究领域，选择氧化是化工过程中一类非常重要的催化过程。在采用空气中的氧气做氧化剂时，往往需要较高的反应温度，才能使稳定的分子氧在催化剂作用下解离成具有高活性的原子氧。但是，高的反应活化温度，不仅导致工业化过程的成本过高，同时也会降低催化反应的选择性，降低资源的利用效率。因此，设计和调控催化剂以实现在温和条件下分子氧的高效活化，并选择性地催化氧化特定的反应物，是对催化基础理论和催化剂创制的一大挑战。
如何突破传统催化剂研究中的经验式方法，实现定向设计和合成新型高效催化剂呢？他们的灵感来自于自然。
甲烷是一种非常稳定的小分子，具有很高的C-H键能，工业过程中实现催化选择氧化甲烷制甲醇需要高温、高压等苛刻的条件。而自然界中存在一种甲烷单加氧酶（MMO），可以在常温常压条件下利用分子氧高选择性地氧化甲烷到甲醇。在甲烷单加氧酶中活化分子氧的活性位点为一种双核铁结构，通过一个桥氧连接，形成Fe-O-Fe状态。另外，我们知道，人体内氧气的输送是依靠血红蛋白。血红蛋白可以运送氧气的关键就在于含有受平面卟啉环束缚的二价铁离子（Fe2+），这种含铁的结构单元可以很容易地通过Fe2+和Fe3+的价态转换来实现氧气的运输和释放。可以看到，在这些酶催化体系中配位不饱和的金属原子例如Fe是实现温和条件下活化分子氧的关键所在。在负载型多相催化体系中，实现可控制备具有类似酶结构特征的高效、稳定的活性中心，对多相催化的发展具有十分重要的意义。
那么，如何实现将铁作为选择性氧化的活性中心呢？
从基础理论开始建构活性中心
首先要解释的是活性中心的概念，固体催化剂表面是不均匀的，表面上只有一部分位点对反应物分子起活化作用，这些位点被称为活性中心。
“众多酶催化和均相催化反应的活性中心是纳米结构限域的配位未饱和位。血红蛋白中受平面卟啉环束缚的二价铁离子（Fe2+）就是这样一个配位未饱和位。通俗地说，就像一个人有两只手，现在只有一只手拿着东西，另一只手还可以去拿别的东西。”包信和说。
要控制制备和循环使用这类配位未饱和的结构单元，对多相催化的发展具有十分重要的意义，也是催化基础理论研究的一个巨大挑战。包信和说：“我们在此提出一种机理，即利用纳米结构的氧化亚铁和金属（铂）基底界面所产生的限域效应来实现这个目的。”
为此，包信和小组与理论催化研究小组李微雪等研究人员合作，借助贵金属表面与氧化亚铁薄膜中铁原子之间的强相互作用所产生的界面限域效应，结合表面科学实验和密度泛函理论计算的研究结果，成功地在金属铂表面控制沉积2~5纳米大小的规整单层氧化铁岛。由于铂与铁原子的强相互作用，使得表面氧化铁物种稳定保持在低价的亚铁（FeO）状态。这样，在纳米氧化亚铁岛边缘形成一种配位未饱和的亚铁中心，他们把这种结构称为CUF。
理论分析结果表明，这些亚铁活性位对分子氧具有较强的吸附能力，但不吸附CO，从而解决了CO的中毒问题。进一步计算研究表明，吸附在CUF中心的分子氧在几乎不需要活化能的情况下便能迅速解离，生成高活性的原子氧物种，完成催化氧化反应。
从基础理论研究走向实际应用
接下来要做的是将这一由基础研究取得的概念推广到真实催化剂的创制过程，包信和小组成功地制备出了二氧化硅担载的、粒子尺寸在2~4纳米左右的铂—铁真实催化剂，用于氢气中微量CO的催化脱除反应。实验表明，当原料气的配比（CO∶O2∶H2）为1∶0.5∶98.5时，在室温条件下，一氧化碳的转化率和氧分子氧化一氧化碳的选择性均达到100%，也就是说，在大量氢气存在的条件下，由该催化剂活化形成的原子氧物种高选择性地进行了一氧化碳氧化反应，而没有与H2反应生成水。而在相似条件下，采用通常的铂催化剂，一氧化碳的转化率仅为5%左右。
为了完全弄清楚其中的奥秘，包信和小组借用由新近落成的上海光源装置产生的高强度X射线光，在X射线吸收精细结构谱线站（BL14W1）对真实催化反应过程中催化剂表面结构进行原位、动态表征，发现当催化过程达到稳态时，催化剂表面的铁物种处于低价的亚铁状态，这一结果很好地验证了基础研究和理论分析得到的结论。
通过与新源动力股份有限公司合作，包信和小组将这一催化剂应用到质子交换膜燃料电池燃料气氢气中微量一氧化碳脱除的实际过程，在燃料电池真实操作条件下（60～80摄氏度，25%CO2和15%水蒸气），成功地实现了一氧化碳完全脱除。这是世界上首次报道的用于燃料电池中CO高效脱除的实际应用结果。现在，该催化剂已正常运行超过1500小时，催化剂制备技术和催化反应过程已申报国家发明专利。
目标：实现贵金属的完全替代
包信和说：“当然，目前制备的催化剂中还是需要贵金属铂。不过我们已经明确了在这一高效的催化体系中铂的作用。除了提供一氧化碳吸附位以外，一个非常重要的作用就是像生物酶中的蛋白配体一样，通过与铁原子的相互作用提供了一种纳米界面限域机制，稳定了具有高活性的CUF结构，并在催化反应中实现了催化循环。”
依据这一概念，包信和小组正在寻找合适的衬底材料（如纳米结构碳材料、复合材料等），使其在催化剂中发挥与贵金属铂相似的功能，从而实现在这类催化剂中贵金属的完全替代。
包信和还特别指出，由这项研究发展起来的“界面限域催化”概念，为更深入地理解多相催化反应机制和创制新的纳米催化体系提供了重要的理论基础和科学指导。
来源：科学时报 2010年第5期
其它媒体介绍
1. 晶相调控碳氧键活化研究取得进展:
http://www.dicp.ac.cn/xwzx/kjdt/201311/t20131107_3969238.html
2. 低温液相费托合成合作研究取得进展
http://www.dicp.ac.cn/xwzx/kjdt/201303/t20130315_3793218.html
3. 反应条件下纳米催化材料稳定性理论取得新进展
http://www.dicp.ac.cn/xwzx/kjdt/201301/t20130128_3757677.html
4. 以简驭繁 认识机理——大连化物所原位高压催化反应研究获进展
http://www.nsfc.gov.cn/Portal0/InfoModule_375/36064.htm
5. 科学网：原位高压催化氧化反应研究获进展
http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201111141591314020490.shtm?id=20490
6. Highlighted by ChemViews: HCO in Syngas Conversion
http://www.chemistryviews.org/details/ezine/1063561/HCO_in_Syngas_Conversion.html
7. 科学网: 甲酰基或是碳链增长重要中间体
http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20115131691590516817.shtm
8. 科学网：碳与过渡金属作用研究获新进展
http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/201121717152881615073.shtm
9. Highlighted by C & E News: Selective CO Oxidation
http://pubs.acs.org/cen/news/88/i22/8822notw5.html
10. Chemistry World: A novel designer surface catalyst for oxidations
http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2010/May/27051002.asp
11. 科学时报: 让设计催化剂的梦想照进现实
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