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付 宏 刚 教 授
代 表 性 成 果
奖 项 及 荣 誉
已 完 成 项 目
专 利 情 况
在 研 项 目

Shool of chemistry & materials Science, Heilongjiang University, Harbin, PR China, 150080

    课题组主要从事应用化学和无机化学学科中的材料结构理论、晶态半导体材料、介孔材料以及碳材料的合成及性能研究，在硅基、铝基、钛基、锌基有序介孔材料的设计合成、结构调控、异质结构建，纳米材料的改性及界面电荷传输特性及与光电性质的关系等方面取得了一批有意义的研究成果。同时，在晶态纳米碳以及碳基复合体的设计合成及其电催化、电化学储能性能等方面进行了系统的研究，对晶态纳米碳形貌控制、碳基复合体的构筑以及性能调控等方面有了深入的认识。取得了系列阶段性的成果。研究工作共获得包括3项国家自然科学基金重点项目和1项国家十一五科技支撑计划重点项目课题在内的10余项国家级和省部级项目的资助。课题组在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed、Adv. Mater.、 Energy. Environ. Sci.、Adv. Energy. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Chem. Soc. Rev. 等SCI收录的国际期刊发表研究论文300余篇，被他人引用24000余次，有50篇论文进入ESI高被引用论文的Top 1%。获省科学技术奖一等奖3项，获授权发明专利30余项。主要在以下2个领域开展研究工作：
一、在氧化物半导体材料结构设计及光电转换性能方面：（1）利用无机氨、有机胺、SiO2等功能分子对TiO2初级纳米微晶的表面束缚制备了同时具有高热稳定性、高晶化度、小尺寸和大表面积等结构特征的高活性纳米TiO2光催化剂；（2）利用小分子胺的“混凝土效应”稳固介孔骨架，制备了高晶化度、大孔径、有序介孔锐钛矿二氧化钛基系列高活性光催化剂；(3)发展了基于分子自组装合成氮化碳基光催化材料的新方法，通过形貌控制、功能化复合等方法调节了带隙结构，实现了可见光驱动的高效制氢以及有机物氧化；（3）结合理论计算以及表面光伏技术等深入揭示了光生电荷分离与转移机制，阐明材料的结构-性能之间的关联；
二、在晶态碳基材料可控制备及能量转换存储特性方面：（1）发展了自下而上和自上而下两种制备碳基纳米片层材料的制备方法，并在能源和环境材料方面开展了应用研究。其中自下而上以生物质为原料合成石墨烯的技术，已与山东圣泉公司合作得到转化，并申请了PCT国际专利。（2）发展以多酸簇为母体“限域生长”等方法，制备了具有丰富催化活性位点的钼（钨）基催化材料，展现出优于贵金属的电解水产氢性能；实现了太阳能、风能转化的电能驱动的催化技术，并与生物质氧化反应耦合，有效降低电催化制氢的能耗；（3）发展基于界面组装合成二维氧化物薄层材料的方法，通过调变材料的组成提升其催化水氧化和二氧化碳还原的性能；（4）结合理论计算和原位XAFS、原位Raman等测试方法，对催化反应机制进行了深入的研究。