碳基材料理论计算与表征
分会场召集人：陈 翔，张炳森
秘书: 鲁 铭，吉林师范大学，13166877770，luming@jlnu.edu.cn
主题报告
周震
郑州大学
个人简介：周震：郑州大学“长江学者”特聘教授、化工学院院长。主持国家重点研发计划项目课题和国家自然科学基金重点项目等研究。通过高通量计算、机器学习与实验相结合揭示电化学储能新机制，设计系列锂/钠离子电池新材料，构筑可充电Li-CO2电池储能新体系。在国内外期刊发表论文350余篇。论文被引用39000余次，h-index为112。2014-2022年连续九年入围“爱思唯尔”中国高被引学者榜。2018-2022年连续五年入选“科睿唯安”全球高被引科学家。2020年入选英国皇家化学会会士(FRSC)。现为Journal of Materials Chemistry A和Green Energy and Environment等期刊副主编、Interdisciplinary Materials学术编辑、Journal of Power Sources机器学习专刊客座编辑以及Batteries & Supercaps和《过程工程学报》等七本期刊编委以及中国电子学会化学与物理电源技术分会第八届委员会委员、中国化学会理论化学专业委员会委员。
报告题目：实验、计算模拟与机器学习结合的CO2还原单原子电催化剂研究
报告摘要：新型电催化剂的设计开发对于可再生能源应用具有重大意义。目前，依赖计算机强大的算力，结合成熟的机器学习方法，能够快速准确地处理大量数据，并设计可靠的潜在材料。机器学习方法的使用克服了以往理论计算方法探究新型材料存在的不足，进一步提高了材料设计的效率。对于具有原子级别分散活性位点的电催化剂，大量难以穷举的活性位点一直是研究面临的困难之一。我们利用高通量计算及实验所建立的相关数据库，通过机器学习方法快速筛选可用于电催化CO2还原的单原子电催化剂。在此指导下开展实验研究。然而传统计算模拟难以解释相关实验，我们采用接近真实电化学反应环境的计算模拟，可以获得与实验一致的结果。实验、计算模拟与机器学习结合的研究范式加快新能源材料的研发进程。
曹达鹏
北京化工大学
个人简介：曹达鹏，北京化工大学教授，国家杰出青年基金获得者，英国皇家化学会会士，国家重点研发计划首席科学家。现任分子与材料模拟实验室主任。研究方向为能源催化关键材料/多孔材料的多尺度模拟及实验研究。先后在Nature Catal., PNAS, JACS, Angew. Chem., Chem. Soc. Rev.等刊物上发表SCI 论文 300 余篇,被SCI他引2万余次。先后获教育部自然科学一等奖、北京市自然科学一等奖等省部级奖励5项。连续入选爱思唯尔中国高被引学者以及科睿唯安全球高被引学者榜单。任中国化学会第29-30届理事会理事、以及中国化工学会多个专业委员会委员。
报告题目：多孔材料的理论计算与表征
报告摘要：由于计算机分子模拟技术以及化工热力学理论的快速发展，采用理论设计指导新型功能纳微材料的合成策略已成为化学工程、材料科学、能源以及环境等领域的研究热点。为此，本报告将针对多孔吸附分离材料，建立了一套从量子化学到统计力学的多尺度模拟方法，成功设计了一系列高性能新型纳微结构材料（包括锂掺杂的框架材料，类金刚石框架材料，金刚炔 (Diamondyne)等），并成功制备出理论设计的部分材料。另外，也针对催化材料活性位的实验辨识难的困难，提出了理论表征其活性位的新方法，在该方法的指导下，设计合成了多种新型催化材料。
王建国
浙江工业大学
个人简介：王建国，男，教授，博士生导师，浙江工业大学化学工程院长。2016年获得国家杰出青年基金,2018 年获国务院政府特殊津贴，2019 年入选国家“万人计划”科技创新领军人才。先后获得中国化工学会基础研究成果一等奖，天津市自然科学，山东省科技进步，中国有色金属协会等奖励多项。作为项目负责人，主持国家、省部级及企业开发项目二十多项。发表论文150余篇，授权专利40余项，其中一项专利实现超千万转让，多项专利成果实现工业应用。
报告题目：水电解合成双氧水及臭氧：从基础研究到应用
报告摘要：采用多尺度模和实验相结合的方法，以“多尺度模拟-电催化剂-膜电极-SPE 电反应器”为研究思路开展电催化合成若干精细化工品的应用基础研究。多尺度模拟方面，针对而工业应用催化剂“大”体系、“动态”变化与理论计算微观作用机制“小”模型、“静态”结构之间矛盾，建立了引入空间位阻相互作用和覆盖度效应来定量描述反应条件下催化剂的“动态”变化，发展了“动态纳米粒子微观反应动力学”计算反应条件下不同粒度、形貌催化剂的性能。实验方面，提出高性能电催化剂表界面调控新策略；基于动态的“五元环”思路设计开发了完全符合RoHS法规的非铅催化剂。阐明三维多孔膜电极传质传热强化机制；开发高性能持续流动型电解槽及成套设备，并实现高附加值甾体药物关键中间体的电催化氧化产业化应用。
张伟
吉林大学
个人简介：张伟，吉林大学唐敖庆学者（领军教授）、电子显微镜中心主任、吉林省电子显微镜学会理事长、中国物理学会表面与界面物理专业委员会委员、英国皇家化学会会士，任Nature出版集团Commun Chem执行编委和IOP出版社Nanotechnology咨询委员。2004年获得中国科学院金属研究所博士学位，在Nature Commun、Nano Lett等期刊发表第一/通讯作者论文100余篇，主要研究方向为催化和能源材料的表界面化学、先进材料的电子显微分析。
报告题目：双原子修饰的碳基催化剂助力高效ORR和锌-空气电池
报告摘要：锌-空气电池因其低成本、高能量密度和安全性较高的优势成为当然能源领域的新宠。相比于阳极反应，阴极处发生的氧还原反应（ORR）由于多电子-质子转移步骤通常表现出缓慢的反应动力学。因此，设计和开发合理的阴极催化剂是实现高效锌-空气电池的关键。双原子催化剂在充分发挥单原子催化剂的优势基础之上，能够对原子级别的活性位点的电子构型进行更为精准细致的调控。因此，我们采用ZIF作为前驱体，在碳载体上成功制备了含有双金属原子位点（ZnN4和CoN4）的ZnCo-NC-II催化剂。实验结合理论计算共同验证了双金属组分间的电子转移效应优化了CoN4活性位点的电子构型，削弱了与O2分子间的吸附强度，加速了*OOH中间产物的形成。同时，我们制备的高密度FeN4和CuN4单原子位点的碳基催化剂，其双金属位点的存在有利于Fe中心向*OH中间体转移更多的电子，加速了*OH物种的脱附过程，FeCu-NC催化剂在ORR反应和锌-空气电池中表现出良好的电化学性能。双原子催化剂的合理设计能够充分实现活性位点的利用率，为高效阴极催化剂的设计和开发提供了充足的设计原则和理论指导。
徐维林
中国科学院长春应用化学研究所
个人简介：徐维林，中科院长春应用化学研究所研究员，电分析化学国重室主任。 本科毕业于吉林大学，博士毕业于中科院长春应用化学研究所。先后在美国康奈尔大学/加州大学伯克利分校/劳伦斯伯克利国家实验室从事能源催化方面的博士后研究。获中科院百人计划、中组部青年千人计划、国家基金委优秀青年科学基金和杰出青年基金等项目资助。目前主要研究方向为能源过程及材料相关的基础与应用研究。已在Nat. Mater., Nat. Commun., Chem. Rev., PNAS, JACS, Angew. Chem., Adv. Mater. 等国际学术期刊发表学术论文90余篇。
报告题目：能源催化过程单分子单粒子水平研究与表征
报告摘要：报告人将介绍其研究团队在能源化学过程相关的基础与应用两方面的最新研究进展， 主要是在单分子单粒子水平展开。在基础研究方面， 主要介绍在单分子水平的纳米催化研究中揭示的一系列用常规催化方法无法获得的全新催化信息， 包括单纳米粒子水平的催化动力学信息和热力学信息，比如表面不同类型原子的催化特性以及单纳米粒子表面活性模式时空上的动态变化等；在应用研究方面，主要介绍为能源器件燃料电池开发的几种高性能、低成本的可代替常规铂基催化剂的新型单原子催化剂材料。以上这些工作将有助于实现高效催化材料的理性设计和制备。
刘晰
上海交通大学
个人简介：刘晰，本科毕业于中国科技大学，2008年在德国马普协会Fritz-Haber Institute获得博士学位（导师Robert Schlogl）。2015年至2019年工作于中科合成油表面实验室负责工业催化剂的原位电镜表征。2019年入职上海交通大学化学化工学院，负责物质科学原位中心建设。主要从事催化剂的研发，透射电镜在催化中的应用，原位催化表征方法学的开发，并聚焦于催化剂纳米颗粒表面原子结构的原位成像研究。在包括Science, Nat. Energy, Nat. Catal., Nat. Synth., Nat. Commun.等学术刊物发表论文150余篇。
报告题目：原子分辨二次电子成像用于催化剂纳米颗粒表面原子结构表征
报告摘要：纳米催化剂的催化性能极大程度上受表面原子结构所控制，但现有表面探针技术很难对纳米颗粒表面进行原子分辨成像，因此严重限制对纳米颗粒表面原子结构及在真实化学化学下的动态变化进行研究。我们发展了透射电镜中的原子分辨二次电子成像技术，使用球差校正会聚电子束为探针，成功实现了纳米颗粒表面原子结构成像研究，并进一步引入真实反应气体，对铁、金、铂等贵金属纳米颗粒在反应气氛下的表面原子结构和演化进行深入的研究，为理解催化剂构效关系提供了原子尺度的信息。
黄兴
福州大学化学学院
个人简介：黄兴，福州大学化学学院教授、博导，福建省“闽江学者”特聘教授、国家青年千人。博士毕业于中科院理化技术研究所，先后在德国马普学会弗里茨-哈勃研究所、化学能源转换所、瑞士苏黎世联邦理工学院从事科研工作，2020 年加入福州大学；主要从事原位电镜在材料、催化领域的研究工作。迄今发表 SCI 论文100 余篇，包括 Science、Nat. Catal.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.等，文章被引7000 余次。
报告题目：Dynamic interplay between noble metal and oxide support studied by in situ TEM
报告摘要：The strong metal-support interaction (SMSI), reported first by Tauster et al. in the late 70s, has emerged as an important strategy for tailoring the overall catalytic performance of supported catalysts. Phenomenally, SMSI is described by encapsulation of metal particles by reducible oxide support upon high-temperature reductive treatment. Although the encapsulated SMSI state has shown to be influential to the final catalytic reactivity, it remains unknown whether such state is relevant under reaction conditions. In this presentation, I will show how the encapsulated SMSI state evolves under reaction conditions in platinum titania system by in situ TEM. I will also show how SMSI state is re-established when switching from reaction conditions to pure oxygen atmosphere. This study provides atomistic insights into the dynamic interplay between noble metal particles, reducible oxide support and gas-phase, and expands the description of SMSI system from a non-reactive into a reactive regime.
邀请报告
刘芯言
电子科技大学
个人简介：刘芯言，电子科技大学基础与前沿研究院特聘研究员。2013年和2018年分别于清华大学和斯坦福大学获得学士和博士学位，博士期间师从Jens Norskov教授。目前主要研究领域是能源化学相关的理论计算和人工智能交叉研究，包括电催化反应机理、微反应动力学、催化剂高通量筛选、电池预测及大数据能源系统工程等，在Nat. Commun.、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.等国际著名期刊上发表论文四十余篇，并承担多个国家自然科学基金项目及企业横向项目。
报告题目：Theoretical investigations of energy chemical processes on multiscale
报告摘要：With the ultimate goal to realize carbon neutrality, key technologies that help to enable sustainable energy conversion have gained increasing attention. Developing novel catalytic materials through experimentation is often a trial-and-error process. While high-throughput screening can potentially be enabled by computational chemistry, its accuracy and efficiency is still largely limited by the understanding of reaction mechanism on the microscale, as well as proper descriptions on the influence of mesoscopic environmental factors. Furthermore, the large amount of macroscale data necessitates the incorporation of data-driven methods to uncover hidden correlations in emerging energy chemistries.This talk focuses on the investigation of energy chemical processes from micro- to macroscale. We will present the establishment of generalizable method to describe electrocatalytic reaction kinetics on the microscale. The accommodation of mesoscale variables such as reaction pH is then introduced. Lastly, we will showcase the application of data-driven methods in unveiling hidden chemistries from macroscopic data.
胡素磊
中国科学技术大学
个人简介：胡素磊，中国科学技术大学特任教授，博士生导师。先后获国家高层次人才特殊支持计划青年拔尖人才项目、安徽省杰出青年基金、中国化学会唐敖庆理论化学青年奖、中科大墨子杰出青年特资津贴一等资助等荣誉称号与奖励，先后主持中国科学院青年创新促进会、中科大青年创新重点基金、国家自然科学基金青年和面上基金。主要致力于综合发展物理启发的人工智能方法并结合神经网络势分子模拟技术，以揭示从电子到原子到复合材料体系中涌现的一般性标度和演化规律，从而建立多尺度数学模型，推动理论指导下的先进催化材料理性设计、合成及性能维持。发现了界面应力调制燃料电池氧演化反应单原子电催化剂活性的火山型关系，揭示了决定纳米催化剂熟化失活的标度和分级方法，建立了物理启发和机器学习驱动多尺度超稳定纳米催化材料设计新理论，为理性设计长寿命耐高温能源催化材的理论筛选提供了基础。近年来在Science、Nat. Catal.、Nat. Commun.、J. Phys. Chem. C.、ChemCatChem等期刊上多篇学术论文。
报告题目：智能时代的能源催化材料理论与设计
报告摘要：人工智能的蓬勃发展使其有可能以辅助或主导的方式促进物理启发到数据驱动科学发现方式的转变。本报告中，报告人将试图以纳米材料生长动力学为例，汇报物理启发结合数学模型建立、数据驱动标度律发现、大规模分子动力学模拟验证和高通量设计筛选应用的科学发现方式。主要内容包括负载金属纳米催化剂瞬时熟化动力学标度理论、金属纳米催化剂扩散生长动力学理论以及抗烧结纳米催化剂Sabatier原理及相应的设计理论。理论被基于第一性原理神经网络势函数的分子动力学模拟和相应的实验结果所证实，其推论洐生出双功能异能载体的新概念和高通量筛选理论方法，为加速纳米催化剂的工业化提供了重要参考。
彭超
中国科学院深圳先进技术研究院
个人简介：彭超，男， 2018年博士毕业于华东理工大学（师从胡培君教授），2015-2017年期间受国家留学基金委（CSC）资助在英国贝尔法斯特女王大学进行博士联合培养，2018-2021年在英国南安普顿大学和英国法拉第研究所从事博士后研究工作，2021年加入深圳先进技术研究院。主要从事新型离子电池关键材料的多尺度理论设计与实验研究。至今，已在Nat. Chem.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Energy. Mater.等著名杂志上发表论文40余篇，申请国家发明专利/软件著作权9项。
报告题目：电化学机制下石墨负极界面原子尺度理论研究
报告摘要：离子电池在电化学储能系统中的应用仍需进一步提高其安全性、延长其使用寿命和提高充放电速率。而石墨阳极和电解质之间的界面及相组成变化对于提高离子电池充电/放电速率、枝晶形成以及电池性能有着举足轻重的影响[1]。而在原子尺度上，电极界面对嵌锂及锂均匀沉积以及电极本征相结构演变对电池性能的影响机制仍然不清楚，相关调控机制亦不十分明晰。
基于密度泛函理论，我们发现由于石墨阳极结构几何效应和电子效应的耦合，会导致不同界面嵌锂的很大差异性。通过原子尺度上界面多层次调控，可以有效调控石墨界面的锂迁移动力学行为，促进锂的快速输运。此外，作为锂离子电池最常用的插层负极材料之一，石墨易受锂枝晶生长的影响，锂枝晶生长是一种与锂离子插层过程相互竞争的副反应并会导致电池可逆容量损失、老化和短路等[2]。结合自主开发的电化学巨正则系综和 Poisson-Boltzmann电解质理论，我们进一步研究了不同电极电位（vs. Li+/Li）影响下，锂在石墨负极-电解质界面环境中的沉积形核和生长势能面，并首次发现锂成核能垒开始变为负值时临界处的电压值，即零成核能电势（UPZN）。当石墨电极上施加的电位低于 UPZN 的最小值时，成核团簇开始在石墨电极上无约束地生长。与周期性基面结构上锂枝晶生长对比，石墨电极zigzag界面，锂形核过程和枝晶生长势能面更低，且随着石墨的逐渐锂化，该过程变得更加有利。此外，通过系统研究石墨负极的相结构演变，基于相结构高通量搜索，确定充电和放电过程石墨负极遵循不同的嵌锂热力学机制导致了负极的电压迟滞现象而非受动力学影响。综上所述的系列研究对二次电池中界面嵌锂机制、锂枝晶生长和电池性能调控研究具有非常重要的理论指导意义[3]。
张睿
怀柔实验室
个人简介：张睿，怀柔实验室副研究员，从事锂金属电池、燃料电池等领域能源材料研究。2015、2020年于清华大学化工系分别获得学士、博士学位，2019年于宾夕法尼亚州立大学进行访问学习，2020年于北京理工大学入选特立博士后，2022年加入怀柔实验室。获教育部自然科学一等奖（第四完成人），入选博士后创新人才支持计划，连续两年获评科睿唯安全球高被引科学家（2021, 2022），主持国家自然科学基金青年科学基金等项目。在Adv. Mater.、Joule、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Rev.等期刊上发表SCI论文50余篇，含19篇ESI高被引论文，总被引14000余次，h因子37，担任Chinese. Chem. Lett.青年编委。
报告题目：电化学相场理论指导电极材料结构设计
报告摘要：发展高效率、长寿命的电化学电池、燃料电池等储能体系，是实现国家“双碳”目标的关键支撑之一，其可以为以波动性新能源为主要组成的新型能源系统提供储能技术支撑，还有利于推动长续航电动汽车等领域的发展。无论是以金属锂电池为代表的电化学二次电池，还是以氢氧体系为主的燃料电池，都离不开高效率、高循环寿命、高安全性的电极材料结构设计。
我们提出了可基于恒流过程的电化学相场理论方法，实现电极与电解质材料中界面、组分、结构的动态演变模拟计算，揭示其电化学反应、电子离子传质传导、应力应变等电化学过程机理与调控机制，实现电化学性能的定量预测，以及电极、电解质材料微结构的定量设计。
以金属锂负极为例，金属锂是二次电池材料中最具有实用化潜力与价值的负极材料之一，然而其难以有效调控的枝晶生长、锂粉化失效等问题，制约了高库伦效率、长循环寿命金属锂负极的发展。探究金属锂负极中锂沉积、脱出过程的机理，尤其是电极、电解质微结构中反应与传质过程的机理，是提出有效金属锂负极设计并实现稳定沉脱过程调控的关键。我们提出的基于恒流过程的电化学相场理论方法，有效揭示了金属锂枝晶生长与死锂形成过程的调控机制，实现极化与库伦效率的定量计算，并提出高效率金属锂复合骨架结构设计。
电化学相场理论方法，可揭示电极、电解质等能源材料介尺度的作用与调控机理，搭建起从微观分子尺度材料物性到宏观器件尺度电池性能的作用机制桥梁，尤其适用于原位表征手段难以有效观察、传统计算仿真方法难以有效描述的微结构与界面存在动态演变的复杂过程机理研究。电化学相场理论，在锂金属电池等电化学电池、燃料电池等能源材料领域都具有广阔应用前景。
李波
沈阳师范大学
个人简介：李波，主要研究方向是多相催化理论计算模拟，研究内容包括低碳烷烃催化转化、新型非金属碳基催化剂材料设计、二氧化碳电化学还原、 单原子催化、锂硫电池正极材料设计等。已发表SCI收录文章81篇。作为通讯作者发表ESI高被引文章2篇，两篇文章入选J. Mater. Chem. A年度热点文章（HOT Paper），一篇文章入选JACS 2018-2019期间高被引文章。部分工作成果在中国科学院主页科研进展以及美国化学会官方推特上进行了介绍和报道。沈阳市拔尖人才、中国化学会高级会员。
报告题目：非金属碳基电催化剂反应机理的计算模拟研究
报告摘要：杂原子对于调控非金属石墨烯量子点催化剂在ORR/OER反应性能有着重要作用。通过密度泛函理论计算验证了掺杂石墨烯量子点是一种优异的ORR/OER双功能催化剂1。硼、氮、磷、硫杂原子打破了稳定的π电子网络，并且诱发了局域极化。计算表明关键反应中间产物（O*, OH*, and OOH*）吸附强度和intrinsic bond strength index (IBSI)相关。自由能计算发现了ORR和OER反应的速率控制步以及相应的过电势。计算指认吡啶氮产生最低的过电势。依据计算结果建立了描述活性的描述符空间图。通过高通量计算利用机器学习高效筛选了锂硫电池单原子催化剂2。首先，成功根据吸附构型和强度进行了分类。将S-S键断裂的情况和其他类型区分开来。建立了依据金属种类和氮构型的吸附能变化规律。利用晶体图形卷积神经网络方法成功预测DFT计算吸附能，平均绝对误差小于0.14 eV。依据计算的吸附能和过电势，构建了催化活性的火山型曲线，指认了性能最优的单原子催化剂。
于彤
中国科学院金属研究所
个人简介：于彤，中国科学院金属研究所助理研究员，主要从事新能源材料及新转化方式的设计研究，预测并验证了系列性能优异的新型无机能源材料和新反应机制。已发表SCI论文31篇，他引1000余次，H因子17。近五年，在J. Am. Chem. Soc（2篇）, Energy Storage Mater., Small, Adv. Funct. Mater., J. Mater. Chem. A等期刊发表第一（含共一）作者论文11篇，入选ESI高被引论文1篇，封面论文1篇，被引用超100次论文2篇。在新型电极材料方面的研究成果获得2021年吉林省自然科学奖二等奖（第三完成人），入选了2021年度博士后创新人才计划和2021年度未来女科学家计划（全国十人）。作为项目负责人，主持了国家自然科学基金等项目5项。
报告题目：高性能离子电池材料的理论研究
报告摘要：碱金属离子电池兼具元素丰富、成本低和环境友好等特点，被认为是最有希望引领市场和加速低碳转型的新型电化学储能设备。我们针对目前插层型离子电池的低容量和转化型离子电池的低反应动力学问题开展研究：1）结合过渡金属碳化物的结构和性质特点，率先提出了增加二维过渡金属碳化物中碳组分来提升电化学储能性能，发现了高性能二维TiC3单层电极材料，引领了富碳组分二维过渡金属碳化物的理论研究；2）提出了筛选锂硫电池用单原子催化剂的新理论判据，发现并验证了改变Li2S电子状态对沉积/解离动力学的加速作用。构建了锚定在氮掺杂碳纤维网络上的分散的铜单原子作为高载硫硫主体，增强了锂硫电池的实际工作性能。
刘伟
中国科学院大连化学物理研究所
个人简介：刘伟，中科院大连化学物理研究所电镜中心研究员，博士生导师。2003.07~2012.06 毕业于北航凝聚态物理，分别获得学士、博士学位。一直围绕能源催化过程开展电子显微方法研究与装置开发。研制环境电镜专用混气系统、气氛转移密封杆；利用电镜图像原子识别与智能分割定量分析催化剂分散度，追溯负载体系的催化活性来源。在Nature Catal.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Edt.、Ultramicroscopy等发表论文100余篇。授权国家发明专利4项。入选中科院青年促进会会员，担任中科院电镜联盟理事。主持国家自然科学基金面上、青年等项目。
报告题目：基于显微图像定量分析的气固反应催化活性溯源
报告摘要：催化活性本质是大量微观活性中心推动反应分子转变的集体宏观行为，反应活性测定与催化剂微结构表征之间存在显著的时空尺度差异，再考虑到催化剂表面原子结构在反应中的重构变化。为准确揭示构效关系，需要原位动态地观测工况下的催化剂表面态，大样本、高时空分辨地量化催化剂整体结构状态。为此，探索了原位电镜反应环境调变系统、实时高分辨像结构分析、大样本图像原子识别统计、负载金属全物种分散度量化等系列气固反应的显微研究方法。努力揭示复杂催化剂体系的活性来源，反应驱动下催化剂微观行为背后的局域活化机理。
张莉莉
中国科学院金属研究所
个人简介：张莉莉博士，现为中国科学院金属研究所项目研究员、入选中科院引才计划。2014年在中科院金属研究所获博士学位，2014-2017年在丹麦技术大学电镜中心从事博士后研究。长期致力于碳纳米管的可控制备与生长机理的原位TEM研究，在Nat Sci Rev、Sci Adv、Adv Mater、ACS nano等期刊上发表SCI论文60余篇，获授权专利5项。作为负责人承担了包括国家基金委、国家部委、中科院等项目多项。曾获包括2022年中科院金属所基础研究“优秀青年学者”奖等荣誉。任Carbon Research学术期刊青年编委、Carbon和ACS系列期刊审稿人等。
报告题目：碳纳米管催化生长机理的原位环境TEM研究
报告摘要：控制碳纳米管的原子结构是发挥其优异电、热、力学性能的基础，而由于催化化学气相沉积方法自下而上组装碳纳米管的微观过程和可控机理不清楚，控制制备特定结构的碳纳米管仍是领域内的研究难点和重点。为此，本报告中通过利用先进的原位环境透射电子显微技术（TEM），在接近实际反应的热催化反应环境下，原位研究了碳纳米管的催化形核和生长过程。通过在原子尺度上揭示碳纳米管生长过程中的金属-碳界面结构并原位记录其动态演变，从而准确确定了几种催化剂体系生长碳纳米管的活性位和活性相；再认识了高熔点和特定晶型固态催化剂体系生长碳纳米管的形核和生长模型；对比提出了碳纳米管-催化剂界面连接模式对反应环境条件的依赖特性。以上对碳纳米管生长机理的深入认识，不仅为碳纳米管的可控制备奠定基础，同时也为sp2杂化碳纳米结构的其它代表如石墨烯、富勒烯等的控制制备带来启示。
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