11月8日至11日,应我校环境科学与工程学院、赵进才院士工作室、科技处、前沿院邀请,中科院兰州化学物理研究所毕迎普研究员、清华大学朱永法教授、中科院化学研究所陈春城研究员、中科院理化技术研究所张铁锐研究员、南京大学李朝升教授做客我校,为学院师生作了系列“前沿科学报告”。报告会由环境学院学术院长王传义教授主持,学院相关教师和研究生参加了本次活动。
毕迎普研究员的报告围绕制约光催化效率的核心科学问题—光生电荷,介绍了利用准原位-X射线光电子能谱(ISI-XPS/UPS)、原位光催化-X射线衍射(ISP-XRD)等多种原位动态表征技术对反应过程中的光生电荷分离迁移、化学价键、活性中心、表面结构等微观动态变化过程进行直接观测研究的方法,为设计构建高效太阳能光催化分解水体系提供了新思路。
朱永法教授介绍了其研究团队在有机半导体光催化剂设计、合成及应用的新进展,包括成功构筑了PDI、卟啉、HOF等系列超分子和聚合物光催化剂,在可见光下实现了优异的污染物降解和高效矿化性能,同时,还具有优异的可见光分解水产氢和产氧活性以及将CO2还原到C2产物的能力,为有机半导体光催化剂在环境和能源领域的应用提供了重要借鉴。此外,朱教授还就国家自然科学基金申请书的写作思路、申报注意事项等进行了细致辅导,助力我校在国家科学基金方面的新发展。
陈春城研究员就水分子在TiO2和α-Fe2O3两类半导体表面的氧化活化过程进行了深入介绍,前者遵循电荷转移活化生成高活性羟基自由基的机制,而后者则通过形成高价铁物种(FeIV=O)进行氧原子转移氧化污染物的机制。这种由半导体表面电子结构的不同而导致的光电催化机制的差异为实现传统自由基型光(电)催化反应瓶颈的突破和高选择性的光(电)催化提供了重要思路。
张铁锐研究员的报告介绍了团队在水滑石基纳米材料光催化剂结构调控方面的系列研究成果。包括通过在水滑石表面引入缺陷结构增加活性位,增强了对反应物CO2、N2等的吸附和活化,进而提升催化活性;通过构造界面活性位,调控中间物种的反应路径,从而实现高附加值产品的高选择性合成等。研究成果为新型、高效光催化剂的构筑提供了重要基础。随后,他还对国家自然科学基金申请书撰写的关键要素进行了细致解析和经验分享,提高了与会师生的科研素养和课题申报质量。
李朝升教授的报告围绕高效半导体光电极材料的设计开发展开讨论,主要内容包括:利用择优取向、构造近零应变图灵界面、搭建电子传输通道等手段减少光电极的内阻,提高电荷分离效率;利用静电排斥作用抑制电催化剂对氯离子的吸附,提升光电极的稳定性和应用范围等。该研究工作为光电催化分解水制氢效率的突破提供了重要策略。
报告会后,五位专家同与会师生进行了深入的交流讨论。此次“前沿科学报告”系列活动给我校师生带来了一场学术盛宴,拓展了我校师生的科研视野,为环境领域的科学研究和学科发展提供了重要助力。
新闻小贴士:
毕迎普,中国科学院兰州化学物理研究所研究员,博士生导师,精细石油化工中间体国家工程中心副主任,国家基金委会评专家。研究方向为太阳能光催化。先后主持国家自然科学基金重点项目、优秀青年基金、面上项目、中科院“百人计划”等10余项课题。在Nat. Catal, J. Am. Chem. Soc, Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun., Energy Environ. Sci., 等期刊发表论文150余篇,被引用16000余次,其中2篇引用超过1000次,H因子为57。
朱永法,清华大学化学系教授、博导,国家电子能谱中心常务副主任,国家基金委会评专家,从事能源光催化、环境光催化及光催化健康方面的研究。承担了国家973项目、863项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金仪器专项,国际重点合作项目和面上项目等研究课题,获得教育部跨世纪优秀人才及国家自然科学基金委杰出青年基金资助。获得国家自然科学奖二等奖1项, 教育部自然科学奖一等奖2项、二等奖1项,教育部科技进步奖二等奖和三等奖各1次。在Nature Energy, Nature Catalysis,Nature Communication,Angew. Chem. Int. Ed., EST等刊物发表SCI论文565篇,高被引论文50余篇,论文总引52500余次,H因子为133。
陈春城,中国科学院化学研究所研究员,博士生导师,国家杰出青年基金获得者,国家基金委会评专家。主要从事环境光催化及环境界面光化学的研究,作为负责人主持基金委创新群体项目、杰出青年项目及重点项目、科技部863课题及国家重点研发计划课题、中科院知识创新重要方向性项目等项目,共发表SCI学术论文100余篇,包括Nature Catal., PNAS, Angew. Chem. Int. Ed.,J. Am. Chem. Soc.,Environ. Sci. Technol.,Energy Environ. Sci., Chem. Soc. Rev.等。
张铁锐,中国科学院理化技术研究所研究员、博士生导师。中国科学院光化学转换与功能材料重点实验室主任,国家基金委会评专家,英国皇家化学会会士。主要从事能量转换纳米催化材料方面的研究,入选国家“万人计划”科技创新领军人才计划。曾获中国感光学会科学技术奖-特等奖(第一完成人)等奖项。担任国家基金委“杰出青年基金”、创新群体项目、重点项目、国际合作重点项目负责人,国家重点研发计划重点专项项目首席科学家等。在Nat. Catal.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Angew. Chem.、JACS等期刊上发表SCI论文360余篇,被引用44000多次,H指数115。
李朝升,南京大学现代工程与应用科学学院教授,国家杰出青年基金获得者,国家基金委会评专家。中国可再生能源学会光化学专委会委员、中国化学会能源化学专委会委员、中国感光学会光催化专委会委员。主要从事光电催化和光催化研究工作,在Nat. Mater.、Nat. Sustain.、PNAS、Joule等期刊发表学术论文270余篇,被引用22000余次。授权发明专利21件。获江苏省科学技术一等奖2项(第一完成人和第二完成人各1项)、国家自然科学二等奖1项(第二完成人)。
(核稿:李成涛 编辑:刘倩)