异金属团簇基人工光合体系
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发布日期:2026-01-20 12:05:41
自然界光合系统通过卟啉光敏剂敏化{CaMn4}团簇驱动水分解耦合CO2还原,将太阳能转化为化学能,为地球上命体提供了主要能量来源,为构建团簇基高效人工光合体系提供了理想模型。团簇具有明确的结构和超高的原子利用率,尤其是异金属团簇,因其独特的电子结构和金属间协同作用,在合成水分解和CO2还原等人工光合催化剂领域具有独特的优势。在实际应用中,异金属中心易随机组装,且活性中心易被包围而降低催化活性,使得难于精准合成高活性异金属团簇,加之其可见光吸收能力弱,导致开发团簇基高效人工光合体系面临着巨大挑战。报告人长期致力于异金属团簇光催化剂的创制与应用研究:1)创新团簇合成新方法,解决了复杂团簇中精准构筑高暴露活性位点的难题;2)构建分子内双重能量吸收和转移通道,为合成团簇光催化剂提供了长激发态寿命和强可见光吸收的关键敏化基元;3)创建了“异金属团簇@强敏化光敏剂”人工光合新体系,阐明了团簇内、团簇-光敏剂间电子转移机制,高效驱动光合制氢与CO2还原。实现了异金属团簇光催化剂的百公斤级制备,应用于温室气体转化和养殖用水处理。
张志明,天津理工大学材料科学与工程学院教授、院长。分别于2005与2010年在东北师范大学获得学士和博士学位,然后于厦门大学、中国科大、大连化物所与芝加哥大学开展博士后与访问研究。在基金委优青、重大研究计划(集成和培育)和天津市杰青等项目资助下,近五年以通讯作者在Nat.Synth.、PNAS、JACS(2)、Angew.Chem. (16)、Nat.Commun. (3)、Adv.Mater. (7)、NSR(3)、CCSChem.、Acc.Chem. Res.等期刊上发表论文51篇。所有论文被引用10000余次,H-index52,授权发明专利9项,部分已转化。获天津市自然科学一等奖(2/5、2023)等省部级奖励5项。任天津市普通高校本科教学指导委员会副主任委员、天津市X-射线分析研究会副理事长、中国化学会CO2专委会委员,Natl.Sci. Rev.、Chin.Chem. Lett.、CurrentCatal.期刊编委,Polyoxometalates、NanoRes.、Smartmat等杂志青年编委。
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