蛋氨酸是人体必需且唯一含硫的氨基酸，其在体内无法转化生成，必须通过体外获取。随着人民生活水平的不断提高，我国蛋氨酸的需求量与日俱增，2022年的需求量高达30.0万吨。然而，全球90%的蛋氨酸生产被德国、法国、美国和日本控制。蛋氨酸生产已成为我国化工领域“卡脖子”的问题，突破其合成的关键技术至关重要。

甲硫醇是蛋氨酸合成不可缺少的重要含硫化工原料（或称中间体），碱金属改性的二硫化钼（MoS₂）被公认为甲硫醇合成的活性相。但目前甲硫醇合成所需的催化剂完全被德国、法国、美国和日本的跨国公司掌控与垄断。掌握合成体系中硫-碳物种间转化行为与规律、揭示活性相的调控机制、突破高性能催化剂制备的关键技术、实现硫-碳高效耦合是解决甲硫醇合成核心技术背后的关键科学问题。

近年来，罗永明教授团队聚焦于抗硫中毒高性能催化剂的研发、反应体系中硫-碳物种中转化行为与规律以及催化机理的研究。前期相关研究成果已发表在化工、环境和催化领域国内外顶级期刊上（如Fuel Process. Technol.,2022,http://doi.org/10.1016/j. fuproc.2022.107488；Chem.Eng. J.,2022,429, 132473；J.Catal.,2020,385,107-119；J.Hazard. Mater.,2020, 384, 121289；Environ. Sci. Technol.,2018, 52, 3669-3675；Chinese J.Catal.,2018, 39,1929-1941；Mol.Catal.,2017,442, 39-48；Appl. Catal. B-Environ.,2017, 218, 249-259）。在此基础，团队采用原子分辨电镜技术结合时空分辨的色/光谱技术，首次证实了碱金属键合的活性硫与硫空位是实现气态硫-碳物种之间相互转化与高效耦合的“关键钥匙”；揭示了碱金属钾的空间位置和电子特性依赖的催化剂活性相；建立了不同活性相与合成甲硫醇之间的构效关联；阐述并验证了二硫化钼亚纳米层（<1nm）间的钾催化活性最高，是钾位于二硫化钼其他位置活性的2倍以上。研究成果不仅解决了甲硫醇合成技术背后长期存在的基础理论难题，而且可为高性能甲硫醇合成催化剂的研发提供理论指导。研究成果发表在Cell旗下的国际著名期刊iScience上（2022,25, 104999.网址链接,https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004222012718/article/pii/S2589004222012718），论文第一作者是化工学院2022级博士生许志志，通讯作者为化工学院罗永明教授和环工学院陆继长博士。研究工作得到了国家自然科学基金、省基础研究专项基金、云南省创新团队和省高校重点实验室的资助。