学术报告:二维材料的化学特性与多相催化

发布者:金霞发布时间:2018-10-15浏览次数:19

报告人苏陈良

报告题目:二维材料的化学特性与多相催化

报告时间:20181015日下午4:00

报告地点:新能源大楼102会议室

报告人简介:


20056月毕业于浙江大学,获理学学士;20106月,毕业于浙江大学,获得理学博士学位。20108月至20152月在新加坡国立大学石墨烯及先进二维材料研究中心从事博士后研究工作。2015年入职深圳大学教育部二维材料国际合作联合实验室范滇元院士团队,被聘为教授。同年,入选深圳市海外高层次人才孔雀计划;2017年入选深圳大学“荔园优青”;2018年入选广东省特支计划科技创新青年拔尖;现为广东省二维材料工程中心副主任,教育部二维材料国际合作联合实验室学术带头人之一,主要从事纳米材料化学特性调控及其多相催化应用研究。迄今为止,在国际著名期刊上Nature EnergyNature Communications3),Accounts of Chemical ResearchJournal of American Chemical SocietyAngew. Chem. Int.Ed.2等共发表高水平学术论文50余篇。总引用1000余次,其中四篇入选ESI高被引论文,单篇最高引用270余次。

报告摘要:

维度是二维材料区别于一维和三维材料最本质的特征,许多独特物性都源自于二维结构。高比表面积、充分暴露的催化位点、开放的二维平台决定了其在催化领域的独特性与应用前景。再者,通过化学、物理手段等调控,易将原子从二维材料晶格中不可逆转的脱落形成缺陷,从而影响其内在化学特性,实现催化活性调控;对其改性、修饰与掺杂,亦可实现对其内在特性进行改造;易于与其他材料复合形成协同催化体系又赋予其更多应用空间。

本次报告中我们首先探讨氧化石墨烯本身的催化活性[1]:通过简单化学处理,石墨烯催化氧化活性大幅度提高;在苄胺氧化偶联以及多步串联反应中,其催化活性与稳定性要远优于文献报道的金催化剂。我们实现了石墨烯催化碳氢键-碳氢键直接交叉偶联反应,机理研究表明锯齿型边界对该碳氢键-碳氢键偶联反应具有很高的催化活性。石墨烯的催化剂和载体的双重性:石墨烯-金属复合材料可作为双功能催化剂,实现碳催化与金属催化串联催化新体系,应用于苄胺的氮位烷基化反应;首次实现了让原本不可兼容的氧化气体(氧气)与还原气体(氢气)可被同一催化材料同时激活,石墨烯扮演着催化剂和催化载体的双重角色。[3]石墨烯载体亦是“大配体”:我们发展了原子沉积法制备高负载的Co1@GO,通过调控石墨烯含氧量我们实现了对单原子钴负载量精准调控。由于单原子钴局部微环境的影响,石墨烯含氧官能团的“配位”效应使得该单原子钴催化剂在硝基苯还原中呈现了独特的催化选择性,以高产率和高选择性制得氧化偶氮苯类化合物。石墨烯材料没有带隙难以直接用于光催化,但庞大的二维材料家族适用于光催化的材料众多,如In2O3, CdSe,g-C3N4等。基于光催化重水分解制氘技术,我们实现了以二维多孔硒化镉为催化剂,以重水作氘源,针对碳-卤键的可控氘代反应,具有条件温和、氘代位点可控、氘代个数可控、官能团广普适用等优点。该策略被成功应用于氘代维生素B3衍生物的精准制备。以二维晶体化聚碳腈与钯复合材料为催化剂,我们实现了以氘水/氘代甲醇为氘源的烯烃选择性加氘反应,并应用于氘代甾体类化合物可控制备。