北京化工大学赵宇飞教授、宋宇飞教授、牛津D. O’Hare教授CCR提出：多金属LDHs光/电催化研究进展

第一作者：宁晨君

通讯作者：赵宇飞，Dermot O’Hare, 宋宇飞

单位：北京化工大学、牛津大学

利用可持续的可再生资源开发高效的光/电催化剂来制备高附加值产是目前实现新的可持续发展技术探究的一个主要目标。然而，现有的解决策略仍存在催化效率差和能源利用率低等问题。因此，开发新的策略来控制功能材料的形态和结构以提高其光/电催化活性是至关重要的。层状双金属氢氧化物(LDHs，俗称水滑石)作为一种二维材料，由于其元素组成和层间阴离子的广泛可调等特性，在光/电催化反应中得到广泛的研究与应用。

此外，利用其层板原子高度分散的固有特性能够引入更多的活性中心，进一步改善反应性能。近年来，研究人员发现借助LDHs 层板元素高度可调性，可以通过异金属离子的引入将原始的二元(两种金属离子) LDHs 转化为三元或多金属 LDHs，并有效促使LDHs中活性位点的增加和形貌及电子结构的可控调节，从而大幅提高催化性能。

基于此，来自北京化工大学的赵宇飞教授、宋宇飞教授联合牛津大学Dermot O’Hare教授等团队，在国际知名期刊Coordination Chemistry Reviews上发表题为“Review of photo- and electro-catalytic multi-metallic layered double hydroxides”的综述文章。

该文章总结了通过引入更多的活性中心到 LDHs 来制备多金属 LDHs 基光/电催化材料的一系列构筑策略和伴随的对催化活性调节起关键作用的形貌及电子结构的有效调控；并进一步综述了多金属水滑石在光/电催化水分解、CO₂光还原、 CO 加氢、重金属矿化/再利用、能源与生物环境等方面的应用探究。最后提出了设计构筑多金属 LDHs存在的挑战和机遇，为未来的光/电催化反应的探索提供了思路。

图1 多元LDHs构筑及其光/电催化应用

本文着重介绍了多金属水滑石的智能化设计与构筑思路，并对其伴随的形貌结构、电子结构、晶格、晶相等方面的有效调控的一系列策略进行分类归纳与讨论。通过引入原子半径不同、金属离子价态不同的元素，可有效调节LDHs的形貌和电子结构，例如缺陷种类调控、晶相转变、无序度增加等。

要点二：

此外重点分析讨论了多金属 LDHs 材料结构与光/电催化水分解、 CO₂还原、含重金属土壤/水体超稳矿化、能源与生物环境等应用的催化活性之间的构效关系，突出了形貌结构、电子结构调控对提高催化活性中的关键作用，通过提升电子传输速率、扩大活性比表面、促进活性中间体吸附、优化反应能垒等有效促进反应活性的提升。

要点三：

该文章还提出了现今多金属 LDHs在光/电催化应用中存在的不足与挑战，如何能够实现缺陷密度的可控调节、如何借助更多原位实验来获得对构效关系、反应机制等更深层次的理解与认识、如何借助理论计算构建预测实验结果的有效方法以及如何拓展多金属LDHs基的复合材料来进一步促进光/电催化性能的提升。

作者并指出，在传统LDH中“D”是“double“，顾名思义为两种金属的意义；在现今多金属组成的LDH中，D似乎不能严谨的表示其准确的意义，作者提出 layered multi-metallic hydroxide (LMMH)可以更严谨表达LDH材料的发展。

Review of photo- and electro-catalytic multi-metallic layered double hydroxides

赵宇飞教授简介：于2013年在北京化工大学获得化学工程与技术博士学位，导师为段雪院士。他是牛津大学Dermot O'Hare实验室的联合博士。博士毕业后在中国科学院理化技术研究所担任助理研究员。2018年受聘于北京化工大学化工资源工程国家重点实验室，主要研究方向为二维单层材料的工业规模制备与应用、资源的高效利用、高价值精细化学品的光催化和电催化合成。

发表SCI论文110余篇，引用18000余次(H因子68)，以第一/通讯作者发表SCI论文60余篇，包括Chem. Soc. Rev.、 Adv. Mater.、 J. Am. Soc. Chem.、 Angew. Chem.、Chem、Joule、Chem. Eng. Sci.、 Ind. Eng. Chem. Res.等。入选2019-2022科睿唯安（Clarivate）全球高被引学者、2021年爱思唯尔中国高被引学者（化学工程与技术领域）。

主编出版英国皇家化学会－无机材料系列丛书一部。2017年获得中国科协青年人才托举工程资助；2019年获得国家自然科学基金优秀青年科学基金资助；2021获得中国感光学会自然科学技术特等奖（排名第三）。任《物理化学学报》、《Trans. Tianjin Univ.》、《SmartMat》编委/青年编委。

宁晨君简介：北京化工大学化学学位在读博士研究生，导师是赵宇飞教授，目前主要研究方向为光/电催化。

所在课题组依托北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室，具有完备的材料合成、表征及催化性能评价条件；并且和国外课题组联系密切，提供给研究生广阔的科研平台和继续攻读学位，以及出国深造的机会。

1) 课题组可供使用的设备：拥有量化计算平台、荧光光谱仪、紫外光谱仪、高效液相色谱仪、气相色谱仪、光电催化系统、CO₂高压光催化反应釜、太阳能光催化分解水制氢系统等仪器，高压反应釜、电化学工作站、理论计算服务器等。

2) 国家重点实验室平台基础：所在的北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室主要研究方向为：功能无机超分子组装、聚合物资源高效利用、绿色化工与过程强化。经过十余年的不懈研究，突破了分子水平结构设计与功能组合技术、超分子插层组装技术、成核/晶化隔离技术和旋转液膜反应器快速成核技术等系列关键技术，在江阴、临沂等地有大规模生产线，为基于层状材料的合成的大规模工业应用提供了坚实的基础。

该实验室具有非常雄厚和完善的测试设备条件：

1）各种光谱学表征手段（600MHz液体核磁、400MHz固体核磁、高分辨率质谱、气相-质谱联用、瞬态吸收光谱、XRD、SEM、TEM-EDX、HRTEM、紫外、荧光、拉曼光谱、FT-IR等）；

2）各种原位表征手段：低温ESR、原位XPS、原位红外等，国家重点实验室拥有长期从事测试工作，具有高级职称的专业测试团队。

3) 学校测设中心设备：球差高分辨透射电子显微镜、核磁共振仪、气质联用仪、X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、ESR、拉曼光谱仪，电感耦合等离子体发射光谱仪等有机、无机材料表征仪器。

4) 国内外交流和合作：本课题组与牛津大学Dermot O'Hare教授、韩国延世大学、新西兰奥克兰大学，西班牙瓦伦西亚科技大学、中科院理化所、北京大学、中科院山西煤化所等课题组都有多年的合作，一直保持长期联系，为后期继续深造提供机会。

现因科研工作需要，赵宇飞教授拟招收涉及材料，光、电催化（师资）博士后1-2名，博士后出站经过考核可直接转为正式教师。

1、薪酬待遇：税前年薪30万起，另有年底绩效+高水平成果奖励，另外享受北京化工大学和衢州资源化工创新研究院博士后所有福利。

2、职业发展：

1）在站期间取得高水平研究成果另有奖励，享受正式教职工待遇；出站考核合格，可以转为正式在编教师，成果优异者可以聘为副教授。

2）创造条件，支持其作为负责人申请博士后科学基金、国家自然科学基金及省、市各类基金和与企业合作的科研项目；

3）积极与国内外知名高校开展国际合作，支持其在站期间开展国际学术交流；

4）根据国家及北京市相关政策，解决本人、配偶及子女的北京户口。

5）工作地点：北京市朝阳区北京化工大学东校区国家重点实验室、衢州资源化工创新研究院（免费提供住宿和出差补助）

6）博士后出站优先留在北京化工大学或衢州资源化工创新研究院；

1、获得博士学位且具有扎实的化学化工、围绕光/电催化、环境消除方面以及功能材料，并在攻读研究生期间取得优异的阶段性科研成果；

2、对科学研究有浓厚的兴趣，严谨求实，积极进取，责任心强，团队协作精神强，具有较强的独立从事科学研究的能力；

3、符合国家及北京化工大学博士后招聘的规定。

化工资源有效利用国家重点实验室 (以下简称国重) 是我国六个化工类国家重点实验室之一。前身为2000年成立的可控化学反应科学与技术教育部重点实验室；2006年经教育部评估取得优秀成绩，并由国家科技部批准筹建国家重点实验室；2009年通过验收，正式进入国家重点实验室序列。国重近几年主要聚焦于盐化工资源高值利用、生态环境修复、废弃物资源化等国家实际需求开展研究。

国重现有固定人员200余人，院士、杰青、长江学者、优青等各类人才50余人，大型仪器设备固定资产近2亿元，每年到账科研经费约3亿元，并与中石油、中石化、青海盐湖集团等单位建立了战略合作关系，设立了2亿元联合创新基金支持国重围绕国家需求开展科技攻关。国重先后获得国家技术发明、科技进步二等奖和国际科技合作奖等共13项，近五年实验室共获授权国家和国防发明专利600余项，其中400余项成果签订了转让合同，产生了较为巨大的社会和经济效益。

衢州资源化工创新研究院于2022年浙江省衢州市政府批准设立，为衢州市人民政府与化工资源有效利用国家重点实验室共同举办、以化工资源有效利用国家重点实验室为主要参与力量的、具有事业法人性质的合作科研机构，并为衢州基地提供体制机制支撑及运行平台。由中国科学院院士段雪教授担任院长。研究院是北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室在浙江省衢州市成立的地方分部（简称“国重基地”）。

请将申请材料的电子版发送至联系人邮箱，我们收到简历后会在一周内与申请人联系。欢迎来邮件咨询。

邮件标题需要注明：姓名-面试

联系人：赵宇飞

邮箱：zhaoyufei@mail.buct.edu.cn

地址：北京朝阳区北三环东路15号北京化工大学

详细个人介绍，请参考B站视频：https://www.bilibili.com/video/av328353998

本广告常年有效。此外，本课题组面向海内外，长期招聘高层次人才和青年优秀后备人才，具体职称和待遇请参考学校人事处网站

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