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主要研究方向是能源光催化与环境催化的研究,华东理工大学化学与分子工程学院张金龙教授当选欧洲科学院院士

九月 23rd, 2019  |  社会技术

摘要:3人来自中科院系统,1人来自上海——他就是华东理工大学二级教授、博士生导师张金龙。

华东理工大学团队让“水泥森林”变“绿色森林”

近日,欧洲科学院2019年院士增选结果公布,华东理工大学化学与分子工程学院张金龙教授当选欧洲科学院院士。该院院长Sierd
Cloetingh教授特来信向张金龙表示祝贺,同时邀请张金龙参加2019年10月23-25日在西班牙巴塞罗那召开的年度院士大会暨新院士庆典仪式并作演讲。

“吃掉”有机污染物 “消化”成无污染物
——记中国建材总院高活性可见光催化材料研究

应南京师范大学化学与材料科学学院和分析测试中心邀请,清华大学朱永法教授于2018年9月6日来我校进行学术交流并在化行楼226会议室做题目为“超分子光催化:能源、环境和健康”的学术报告,报告会由分析测试中心主任戴志晖教授主持,来自化科院和测试中心的教师和学生80余人参加了本次学术报告会。

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新房装修后,“晾房排毒”成了必经程序。简单的通风、放置绿植、购置空气净化器、用活性炭等吸附除甲醛……可谓是能想到的、能做到的方法基本全都用上。但甲醛的挥发是一个持续的过程,活性炭吸附等传统处理甲醛的方法很难从根本上解决问题。

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朱永法,
清华大学化学系教授、博导,国家电子能谱中心副主任。主要研究方向是能源光催化与环境催化的研究。出版专著三部(纳米材料测试与表征技术,材料分析化学,光催化:环境净化与绿色能源探索)。承担了科技部973和863项目、国家自然科学基金重点、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基础研究课题,同时,还承担了地方政府和企业的有关吸附净化材料、光催化材料及其在空气和水环境净化方面的应用课题。获得国家发明专利授权26项,申请6项,多项环境净化技术已经实现了产业化。获得国家自然科学基金委杰青年基金及教育部跨世纪优秀人才资助。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。发表SCI收录论文302篇,ESI高被引论文29篇;H因子为76。2014-2017年入选Elsevier中国高被引学者,2016年入选Elsevier发布的“全球材料科学与工程学科高被引学者”。

作为欧盟的“国家科学院”,拥有70多位诺奖得主的欧洲科学院(Academia
Europaea)日前公布2019年院士增选结果,7位中国科学家当选为欧科院外籍院士。其中,3人来自中科院系统,1人来自上海——他就是华东理工大学二级教授、博士生导师张金龙。

民众关心的问题自然也成为科学家们致力于解决的问题。“操作简单、能耗低、无二次污染、效率高,这些光催化技术的特性,使得该技术被认为是解决这一问题的最佳手段之一。”华东理工大学张金龙教授团队围绕光催化研究中如何拓展光催化材料的可见光利用效率和提高光催化量子产率这两个最关键的科学问题,开展了十余年系统深入的研究。日前,张金龙教授领衔的高效光催化材料的制备及其机理研究项目,获得2017年上海市自然科学一等奖。

张金龙近照

材料抗菌防霉性评价实验室

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欧洲科学院院士选举每年举行一次,其程序包括欧科院院士提名、严格学术审查、学组与学部多轮投票等。增选后,欧科院院长函贺张金龙,同时邀请他参加今年10月在西班牙举行的年度院士大会暨新院士庆典仪式,并由他作演讲。

“新房装修时,在墙面粉刷完工后,再涂抹光催化功能材料,只需光照,室内的有机污染物就能被吸附,并被分解为无害物质。且该材料因不参与反应而不被消耗,可长期持续产生净化效果。”张金龙教授介绍,“光催化技术的空气净化器,之所以能达到净化效果,关键也在于过滤层上的光催化功能材料。”

欧洲科学院(Academia
Europaea)是欧盟的“国家科学院”和法定科学顾问,由英国皇家学会等多个代表欧洲国家最高学术水平的国家科学院于1988年共同发起成立,总部位于英国伦敦。作为国际上学术领域最广泛、学术地位最高、影响最大的科学组织之一,欧洲科学院院士包括自然科学、生命科学、社会科学、人文科学等领域的国际著名学者,主要在欧洲各国的院士中遴选,是一项崇高的国际学术荣誉。院士选举每年举行一次,其程序包括由欧洲院士提名、严格的学术审查、学组与学部多轮投票,最后由欧洲科学院的理事会批准产生。目前,欧洲科学院院士包括73位诺贝尔奖获得者、15位菲尔兹奖获得者、6位图灵奖获得者等。

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朱永法教授首先介绍了无机光催化材料、有机光催化材料以及PDI超分子材料的特点等研究背景。然后介绍了其主要研究方向及成果:其一是氨基取代的PDI超分子可见光催化材料和PDINH纳米材料的制备及其性能研究;其二是氨基酸取代的PDI超分子可见光催化材料以及氨基酸碳链长度对PDI性能的调控;第三是PDI与TCNQ或石墨烯的π-π作用;第四是光催化性能在肿瘤快速消灭方面的应用探索。报告展示了朱教授在光催化领域的系统研究,启发了在场师生的思考,赢得了热烈掌声。报告的最后,朱教授与现场师生进行了友好互动,细致耐心地回答了多个问题。参与此次学术报告的老师、学生均表示受益匪浅。

解放日报·上观新闻记者了解到,张金龙教授的科研成就离不开“光”,不论他在电影胶片厂的第一份工作,还是去年新获的上海市自然科学一等奖项目,都与光化学相关。

所谓光催化,说的简单一点就好像植物的光合作用。光催化材料通过吸收太阳光,引发一系列的氧化与还原反应,从而将太阳能转化为化学能。一方面,光催化可以氧化有毒有害物质,最终将它们分解为无毒、无味的二氧化碳和水,达到彻底清除污染的目的。另一方面,光催化技术还可以将二氧化碳分子还原成有机小分子等化工原料,或是将水分子还原成氢气等洁净能源。该技术在生产、生活中的应用,看似高精尖的科研,其实和我们的生活息息相关。大到大气污染治理、废水处理及绿色能源开发等环境与能源问题,小到衣服鞋袜、冰箱异味或者外墙清洁,光催化技术都大有用武之地。

张金龙,华东理工大学教授,博士生导师,1964年4月出生于苏州吴江,1985年毕业于华东理工大学感光材料专业,1993年在华东理工大学精细化工专业取得博士学位,同年加入华东理工大学精细化工研究所;1996-2000年在日本大阪府立大学从事博士后研究,长期从事高效光催化材料的设计和制备及在环境和能源领域中的应用研究;在光催化领域取得了系统性的创新成就,累计发表SCI论文400余篇,被引用20000余次,H因子为72;连续入选Elsevier公布的2014、2015、2016、2017和2018年度中国高被引学者,入选2018年度科睿唯安“高被引科学家”(Highly
Cited
Researchers);获2017年度上海市自然科学奖一等奖、2011年度工业和信息化部国防科学技术进步奖二等奖、2011年度中国核工业集团公司科学技术奖一等奖、2005年教育部提名国家科技二等奖、2005年度上海市科技进步三等奖,获得2001年度上海市第七届“曙光学者”、2012年度上海市优秀学术带头人、2012年度上海市领军人才、江苏省“双创人才”、苏州“姑苏人才”等称号,入选2004年度教育部新世纪优秀人才资助计划,2010年享受政府特殊津贴;担任Res.
Chem. Intermed.副主编,Scientific Reports, Applied Catalysis B:
Enviromental国际编委;《影像科学与光化学》编委。

中国建材总院绿色建筑材料国家重点实验室

化科院供稿2018.9.11

【连续5年中国高被引学者】

二氧化钛作为一种典型半导体光催化材料在降解有机污染物、空气净化、除臭、杀菌、防雾等领域得到了广泛的研究和应用。但由于二氧化钛等传统半导体光催化剂的禁带较宽(锐钛矿为3.2eV,金红石为3.0eV),仅能吸收太阳光中波长小于387nm的紫外光。然而太阳光中紫外光的能量仅占3%-5%;而且光生电子和空穴易于复合,光量子效率低,对太阳光中的可见光响应程度远远达不到工业催化的要求,阻碍了二氧化钛光催化材料的实际应用。如何重新设计半导体光催化剂的能带结构,开发具有高可见光响应范围与响应程度的光催化材料一直是光催化领域的热点。

在第20届中国科协年会闭幕式上,中国科协副主席、国际宇航科学院院士李洪对外发布由中国科协组织征集遴选的60个重大科学问题和重大工程技术难题,涉及公共安全、空天科技、信息科技、医学健康等12个领域。李洪说:“这些代表了我国科技领域真正的‘硬骨头’”。

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各国都在努力早日将光催化技术应用到环境污染治理和新能源开发中去。要实现这个目标,还需要解决以下2个关键科学问题:太阳能利用率低,由于纳米二氧化钛等半导体的能带结构决定了其只能吸收利用太阳光中的紫外光;量子效率低,由于光生电子复合率高,使其量子效率低,难以处理量大且浓度高的工业废气和废水。这些关键科学问题的解决有赖于深入的基础研究。张金龙教授团队通过对二氧化钛等传统半导体进行一系列改性,包括杂质元素掺杂改性、多相半导体复合改性、孔道结构功能化改性等,重新设计了半导体的能带结构,实现了光催化材料对可见光吸收强度的调控,促进了光催化量子产率的提高。

中国建筑材料科学研究总院有限公司(以下简称中国建材总院)提出的高活性可见光催化材料,被列入60个重大科学难题之一。

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