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结构化催化剂与反应器(SCR)是当前催化与化工交叉领域的研究热点和国际前沿。提出了金属Foam/Fiber基体“非涂层”原位催化功能化的“宏-微-纳”全链条Top-Down逆向设计策略，原创性地构建了湿式化学刻蚀、原电池反应置换活化、分子筛原位生长、偶联剂辅助自组装等的结构催化剂制备新方法和新技术，突破了“涂层技术”通适性差的局限性，将结构催化剂从规则2D空隙蜂窝和微通道结构拓展到了非规则3D空隙金属Foam/Fiber等结构，为强化热-质传递和高通量、低压降操作提供了新技术途径，在合成天然气(SNG)、CH4/VOCs催化燃烧、DMO加氢、MTP等能源与环境催化过程的应用中得到有力验证。