
鄭南峰,廈門大學教授,H-index:66
鄭南峰,廈門大學教授,H-index:66
課題組主頁:
http://121.192.177.81:90/nfzheng/index.asp
一、基本情況介紹: 1998年,獲得廈門大學化學系學士學位
2005年,獲得美國加州大學河濱分校化學系博士學位,師從Prof. Pingyun Feng
2005-2007年,在美國加州大學聖芭芭拉分校Prof. Galen D. Stucky課題組擔任研究助理
2007年至今,廈門大學教授
二、所獲榮譽: 2004年獲美國材料研究學會的優秀研究生獎,2006年獲美國化學會的無機傑出青年科學家獎,2009年獲國家傑出青年基金資助,2009年受聘為教育部“長江學者”特聘教授,2009年獲福建省傑出青年基金資助,2009年獲中國化學會—約翰威立出版公司青年化學論文獎,2010年獲中國化學會青年化學家獎,2012年獲霍英東教育基金會傑出青年教師獎,2011、2012年獲日本化學會Distinguished Lectureship Award,2013年獲東京大學Zasshi-kai Lectureship,2014年獲第四屆中國化學會-英國皇家化學會青年化學獎,2016年獲中國優秀青年科技人才獎。他還于2012年入選中組部青年拔尖人才支持計劃,2013年入選中青年科技創新領軍人才。他目前擔任Nano Research, ACS Central Science, Advanced Materials Interfaces, ChemNanoMat, Science China-Chemistry和Chinese Chemical Letters等期刊的(顧問)編委。
鄭南峰老師自2007年建組以來,在Science, Nature Nanotechnol., Nature Mater., JACS,Angew等國際頂級期刊上發表論文110餘篇,總引用次數10000次。課題組的研究興趣主要在于先進功能材料的基礎研究和實際應用,尤其在催化和生物領域。課題組目标是在分子水平上更深入理解功能納米材料的合成、性質和應用。課題組目前主要研究集中在貴金屬納米晶的表界面化學,具有生物和催化應用的多級納米材料,以及納米團簇化學。
三、論文分類總結: 1.納米材料的可控合成
代表作:Nature Nanotech. 2011, 6, 28-32; J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4718–4721; J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15946–15949; J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 12856–12859; J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 7073–7080; J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13916–13917; J.Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4602–4603; J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 17563-17567; Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 8368-8372; Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 4808-4812; Adv. Mater. 2011, 23, 3420-3425; Adv. Mater. 2012, 24, 862–879; Nano Today 2013, 8, 168-197; ACS Nano 2012, 6, 4434–4444; Adv. Sci. 2015, 2, 1500100; Small, 2016, 12, 1572-1577; Small 2009, 5, 361–365; Chem.Commun. 2014, 50, 174–176; Chem. Commun., 2013, 49, 10525-10527; Chem. Commun. 2012, 48, 2758–2760; Chem.Commun. 2011, 47, 1039-1041; Nanoscale, 2015, 7, 19018-19026; Nanoscale, 2014, 6, 6798-6804; Nanoscale 2011, 3, 1632-1639; Nanoscale 2013, 5, 6908-6916; ChemCatChem. 2012, 4, 1578-1586;ChemNanoMat, 2016, 2, 776–780; J. Mater. Chem. B, 2015, 3, 6255-6260; J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 26324-26333; New J. Chem. 2013, 37, 1782-1788; Sci. China Chem., 2016, 59, 452-458; Science China-Chem., 2013, 57 141-146; Chin. Chem. Lett. 2013, 24,457-462.
主要貢獻:
A.“钯藍”:提出了一種CO限制生長法,制備得到了一種無支撐六邊形钯納米片(厚度僅為1.8 nm)。這種超薄納米片具有強近紅外光吸收并呈現藍色,所吸收的光可以被完全轉化為熱,因而可應用于腫瘤的近紅外光熱療。此外,超薄的結構特征使“钯藍”具有高的比表面積,在甲酸的電催化氧化中呈現出較商用钯黑更為優越的催化性能。

圖片來源:Nature Nanotech. 2011, 6, 28-32
B.開發了一系列吸附質限制生長合成具有規則形狀的納米材料的方法。以CO,乙炔,胺,PVP I-, HCHO, Fe3 等為結構導向劑,可控合成了Pd Nanocorolla, concave Pd nanocrystals, Concave Pt nanocrystals, Pd Superlattice Nanowires, 5-fold twinned Pd nanowire, Hollow Palladium/Platinum nanocubes.

圖片來源:J. Am. Chem. Soc.,2011, 133,4718–4721
C. 以羰基化合物(如[Pd2(μ-CO)2Cl4]2−)為原料,可控合成具有特定形貌的納米顆粒。(備注:羰基化合物類似于以CO為結構導向劑)

圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 8368-8372
D. 提出了一種種子生長法得到了Pd@Ag core-shell nanoplates.這種納米片具有可調的SPR特性以及優異的光熱穩定性。

圖片來源:Adv. Mater. 2011, 23, 3420-3425
2. 界面催化

綜述:J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 2122-2131
2.1 金屬-金屬界面
代表作:Science 2014, 344, 495-499; Nano Res. 2009, 2, 975-983; ChemNanoMat 2016, 2, 28-32
主要貢獻:
A. 合成了一種尺寸小于5 nm的Pt/FeNi(OH)x納米催化劑,在室溫下即可高效催化CO氧化;指出Fe3 -OH-Pt界面處的OH可以與其附近吸附的CO反應生成CO2,同時産生配位不飽和的Fe用于O2的活化,Ni2 的存在可以穩定Fe3 -OH-Pt界面,避免其脫水,進而表現出優異的催化穩定性。

圖片來源:Science 2014, 344, 495-499
B.以Au-Fe3O4 Dumbbell這一熱穩定結構作為前驅體,在排除尺寸效應的前提下,确定了Au-TiO2界面在CO氧化中的重要作用。采用TiO2前驅體在Au-Fe3O4上原位熱分解的方法可以最大化Au-TiO2界面,進而優化其催化活性。Au(6.7 nm)-Fe3O4 (4.9 nm)/TiO2在室溫下即可高效催化CO氧化。

圖片來源:Nano Res. 2009, 2, 975-983
2.2 金屬-有機界面
代表作:NatureMater. 2016, 15, 564-569; J. Am. Chem. Soc.,2014, 136, 5583–5586; Chem. 2018, DOI:10.1016/j.chempr.2018.02.011;
主要貢獻:
A. 界面電子效應:提出Pt納米線催化劑在乙二胺的影響下,其表面變為富電子結構,從而對欠電子的底物(硝基苯)的吸附能力增強,而對富電子底物(苯羟胺)的吸附能力減弱,最終實現硝基苯選擇性還原成為苯羟胺。

圖片來源:Nature Mater. 2016, 15, 564-569
B.親疏水作用:采用乙炔修飾Pd納米顆粒,使其表面變得更加疏水,在苯乙烯加氫等反應中表現出比未修飾Pd納米顆粒更為優異的性能;

圖片來源:J. Am. Chem. Soc.,2014, 136, 5583–5586
C. 空間效應:肉桂醛加氫中,如果肉桂醛以平躺(flat)的形式與催化劑表面結合會形成3-苯丙醛,而如果通過醛端基與催化劑結合則會生成肉桂醇。本文通過表面修飾的氨基的鍊長來控制肉桂醛與催化劑表面(Pt3Co)結合的方式,發現長鍊烷基胺配體在納米顆粒表面規整排列,導緻肉桂醛隻能以“立式”的方式吸附在催化劑表面,從而提高肉桂醇的選擇性。

圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 3440-3443
D. 電子效應 空間效應:指出硫醇修飾的超薄Pd納米片是一種高效,穩定,高選擇性的内炔烴半加氫催化劑。其中,通過硫醇處理得到的Pd-S界面對于半加氫至關重要:硫醇配體所帶來的空間效應和電子效應有利于抑制C=C的過度加氫。硫醇後處理這一方法可以很方便地用于商業化Pd/C催化劑的處理,實現内炔烴高選擇性半加氫。

圖片來源:Chem. 2018, DOI:10.1016/j.chempr.2018.02.011
2.3 單原子催化
代表作:Science, 2016, 352, 797-801; Small Methods 2018, 2, 1700286; Chin. J.Catal. 2017, 38,1574-1580
主要貢獻:報道了一種光化學方法,在乙二醇保護的TiO2納米片上成功實現了單原子Pd的穩定分散,Pd負載量高達1.5%。這種單原子Pd1/TiO2催化劑采用不同于傳統異相催化劑的異裂分解新路徑活化氫氣,在C=C, C=O的加氫中表現出超高活性和穩定性。
小編注:之所以把單原子催化放在界面催化這部分,主要是因為鄭南峰老師關于單原子的工作與有機配體聯系緊密。單原子制備過程中,配體起到了至關重要的作用。

圖片來源:Science, 2016, 352, 797-801
3. 納米團簇化學
代表作:J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 16113-16116; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 13288-13291; J.Am. Chem. Soc. 2017, 139, 31-34; J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 12751–12754; J. Am.Chem. Soc. 2016, 138, 3278-3281; J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 11880–11883; J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4324–4327; J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7197-7200; J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9568–9571; Angew. Chem. Int. Ed. 2018, doi: 10.1002/anie.201800327; Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 15152–15156; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 16252-16256; Nature Commun. 2016, 7, 12809; Nature Commun. 2013, 4, 2422; Chinese Chem. Lett. 2014, 25, 839-843; Chem. Commun. 2014, 50, 14325-14327; Chem. Commun., 2013, 49, 300-302; Nanoscale, 2013, 5, 2674-2677; Dalton Trans. 2017, 46,1757-1760; Dalton Trans. 2013, 42, 12699-12705; Inorg. Chem. 2017, 56, 11470-11479; Eur. J. Inorg. Chem. 2010, 2084–2087
主要貢獻:
A.可控合成:采用配體調控,不對稱合成等方法制備得到了一系列不同形貌和性質的納米團簇,包括手性納米團簇,孿晶納米晶,超原子納米團簇等。

圖片來源:J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 16113-16116
B.表征:對納米團簇的結構演變進行了精細表征;

圖片來源:J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7197-7200
C. 應用:将納米團簇應用于三乙基矽烷的水解氧化等反應,發現配體對于催化反應活性有顯著的促進作用。

圖片來源:J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 3278-3281
4.納米材料的電化學應用
4.1 電池電容器
代表作:Joule 2018, 2, 323-336; Nature Commun. 2017, 8, 482; Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 8952–8959; Adv. Energy Mater., 2016, 6, 1502539; J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 19800-19806; Nano Res. 2015, 8, 2663-2675; J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 6191-6197; ACS Applied Mater. Interf. 2013, 5, 2241-2248.
主要貢獻:
1) 利用氮摻雜二維多孔碳納米片構建了一種能夠顯著提升商業碳材料制備的Li-S電池性能的功能化隔膜;2)開發了基于二維“蛋黃-蛋殼”結構碳材料的新型自支撐硫正極,為構建兼具高面積能量密度和高體積能量密度的锂硫電池提供了重要途徑;3)基于簡單的模闆法設計了一種由一維多孔碳骨架表面上垂直定向排列超薄二維多孔碳納米片構成的新型三維分級多孔碳材料,将其作為锂硫電池正極的支撐材料,為開發高性能的高硫含量锂硫電池和提升锂硫電池的能量密度提供了新思路

圖片來源:Joule 2018, 2, 323-336
4.2 電催化(HER, ORR, CO2還原)
代表作:Chem 2017,3, 122-133; ACS Central Science 2016, 2, 538-544; Nano Energy 2017, 41, 148-153; Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 4584-4591; Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6923–6927; Chem. Commun. 2011, 47, 11624-11626; Sci. Adv. 2017, 3, e1701069; Small, 2017, 13, 1602970
主要貢獻:1)用電化學原位XAS譜研究了過渡金屬硫化物NiS2在堿性溶液中電催化析氫的活性位點,加深了對堿性條件下過渡金屬硫化物電催化析氫反應機制的理解,并在此基礎上設計出性能優異的電催化劑應用于全電解水裝置;2)采用原位電化學方法制備得到了高性能的鎳基堿性析氫電催化材料,揭示了鎳-硫醇配位聚合物析氫電催化材料的活性中心;3) 将石墨烯負載的Pt納米顆粒與離子液體進行複合,得到了抗甲醇氧化的高性能ORR催化劑。

圖片來源:Chem 2017,3, 122-133
4.3 太陽能電池
代表作:J.Am. Chem. Soc. 2016, 138, 9919-9926; J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 10914–10917; Adv. Mater. 2018, doi:10.1002/adma.201705596; Adv. Mater. Interf. 2017, 4, 1700897; Nanoscale, 2016, 8, 3274-3277; Nanoscale, 2015, 7, 9443-9447
主要貢獻: 1) 指出引入DMSO提升鈣钛礦薄膜質量主要是通過改善PbI2前驅體薄膜質量實現的,Pb3I8中間體的形成并非制備高質量鈣钛礦薄膜的關鍵因素;2)通過在ZnO表面配位修飾一層薄的MgO橋連的質子化乙醇铵,成功實現了高效、無遲滞以及穩定鈣钛礦電池的加工,其最高效率達21.1%,進一步利用疏水導熱二維石墨烯材料對電池進行封裝,相應的電池器件可以在70%的濕度下穩定工作超過300小時。

圖片來源:J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 9919-9926
5. 納米材料的生物醫學應用
代表作:Adv. Mater. 2014, 26, 8210-8216; Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2442-2447; Sci. Bull. 2017, 62, 579-588; Nano Res. 2017, 10,1234-1248; Biomater. Sci.,2017, 5, 2448-2455; Chinese Chem. Lett. 2017, 28, 1290-1299; Nanoscale, 2016, 8, 5706-5713; ACS Appl. Mater. Interf., 2015, 7, 14369–14375; Sci. China Chem., 2015, 58, 1753-1758; Nano Res. 2015, 8, 165-174; Small, 2014, 10, 3139–3144; Nanoscale, 2014, 6, 1271-1276; J. Mater. Chem. B 2013, 1,2837-2842; Nanoscale, 2013, 5, 2205-2218; Small 2012,8, 3816–3822; Chem. Commun. 2012, 48, 8934 – 8936; Chem. Asian J. 2012, 7,830-837; Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 842-848; Chem. Commun. 2011, 47,3948-3950; J. Mater. Chem. 2011, 21, 11244-11252; J. Mater. Chem. 2010, 20,8624-8630
主要貢獻:1) 将Pd@Au核殼納米片,二維Pd納米片等材料應用于體内光聲成像,CT成像以及光熱治療等;2)開發了介孔二氧化矽包裹的Pd@Au核殼納米片等藥物緩釋材料

圖片來源:Nano Res. 2017, 10,1234-1248
6. 建組前代表作
Science 2002, 298, 2366-2369; Nature 2003, 426, 428-432; J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14278-14280;J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6550-6551; J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4528-4529; J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14990-14991; J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11963-11965; Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 5299-5303; J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5286-5287; Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 4753-4755; J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1138-1139;J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9688-9689.
聲明:本文僅代表作者個人觀點,作者水平有限,如有不科學之處,請方家指正!
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