黄远标 教授 博士 研究领域: 天然气化工,新材料,煤化工,石油炼制,石油化工,精细化工 研究方向: 晶态多孔框架材料催化CO2转化 所在单位: 中科院福建物质结构研究所

基本信息

所在单位:
中科院福建物质结构研究所
单位类型:
科研机构
职称:
教授
最高学历:
博士
教育经历:
1999–2003    湖南师范大学     学士
2003–2006    福建师范大学     硕士
2006–2009    复  旦 大 学     博士
工作经历:
2009–2016   中科院福建物构所曹荣组  助研、副研、硕导
2014–2015   日本产业技术综合研究所  JSPS访问学者
2017–至今   中科院福建物构所        研究员、博导
专家介绍:
申请人主要从事晶态多孔框架材料的化学合成与催化应用研究工作,研究方向是“晶态多孔框架催化材料”。

晶态多孔框架材料尤其是金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks,简称MOFs)和共价有机框架(Covalent Organic Frameworks,简称COFs)是目前无机化学、有机化学、高分子化学、材料化学、催化和能源化学中最活跃的前沿领域之一。在气体吸附分离、光电功能、载药等领域显示出广泛的应用前景,尤其是其高孔隙率、具有均一可调的孔尺寸、高度有序分散的活性位点等特征,使得晶态多孔框架材料兼具均相催化剂的高活性和多相催化剂易回收利用的优势;而且其高度有序晶态结构,有利于研究构效关系,因此开展晶态多孔框架材料催化的研究具有重要的理论和实际意义。

尽管种类繁多、结构丰富的晶态多孔框架材料已被大量报道,但是人们利用其催化主要是基于配体或单体上的位点、不饱和配位金属中心及孔道中的客体活性物种,催化反应类型仍然受到一些限制(图1),一些科学问题还有待解决:1) 气-液-固三相反应中,气体与溶剂竞争空腔问题,亟需发展新型多孔框架材料;2) 空腔内有机金属位点的精准构筑问题,亟需发展普适性新合成策略;3) 多孔性和导电性的矛盾问题,导致大部分晶态多孔框架材料是半导体或绝缘体,严重制约了该类材料在电催化领域的应用。

针对上述问题,申请人围绕化学领域特定催化功能与材料可控制备开展基础研究,重点聚焦新型晶态多孔框架催化材料,在结构设计、可控制备及催化功能化方面取得系列重要进展:(a)体系创新:成功开拓了基于咪唑嗡盐离子液体基元的MOFs催化材料和导电晶态多孔框架电催化材料体系,为催化反应提供了新型物质基础;(b)制备策略创新:采用表面工程策略,率先构筑了兼具多孔性和流动性的液态多孔MOFs催化材料;发展了一种新型温和后合成策略,建立了晶态多孔框架内有机金属位点的精准构筑方法;通过构建大π共轭、引入氧化还原模块的策略,取得了多孔框架材料多孔性、导电性、催化功能兼容重要突破;(c)催化功能创新:首次将液态多孔材料应用到催化领域,解决了反应空腔内气体与溶剂竞争的瓶颈;率先将二维导电晶态多孔框架材料应用于电还原CO2并达到领先水平,拓展了材料功能范畴;创新协同催化、串联催化模式,解决了MOFs领域需要添加助催化剂催化CO2环加成反应的痛点,为高选择性获得多电子还原产物提供了电催化新范式。申请人在近5年里以第一作者或通讯作者在Natl. Sci. Rev. (1篇)、Angew. Chem. (5篇,其中2篇是VIP或Hot文章)、ACS Energy Lett. (2篇)、Chem. Sci. (1篇)、CCS Chem. (3篇)、Research (1篇)、Sci. China Chem. (2篇)、Sci. China Mater. (2篇)、Appl. Catal. B (2篇)、Small (2篇)、J. Mater. Chem. A (4篇)等国内外高水平期刊上发表55篇论文,6篇入选ESI前1%高被引论文,被国际专业期刊多次评述报道,受邀在Chem. Soc. Rev.、Coord. Chem. Rev.上对多孔框架材料在催化转化中的应用进行了系统总结,编写学术专著章节1章,授权中国专利5项。申请人主持4项国家自然科学基金面上项目和一项国基青年基金,2018年分别入选中科院福建物构所百人计划和中科院青年创新促进会优秀会员,获2018年度福建省自然科学一等奖(排名第四)。

科研能力

研究领域:
天然气化工,新材料,煤化工,石油炼制,石油化工,精细化工
研究方向:
晶态多孔框架材料催化CO2转化
论文著作:
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