学术名人堂：厦门大学郑南峰教授

郑南峰，厦门大学教授，H-index:66

邮箱：[e-mail]

课题组主页：

http://121.192.177.81:90/nfzheng/index.asp

一、基本情况介绍：

1998年，获得厦门大学化学系学士学位

2005年，获得美国加州大学河滨分校化学系博士学位，师从Prof. Pingyun Feng

2005-2007年，在美国加州大学圣芭芭拉分校Prof. Galen D. Stucky课题组担任研究助理

2007年至今，厦门大学教授

二、所获荣誉：

2004年获美国材料研究学会的优秀研究生奖，2006年获美国化学会的无机杰出青年科学家奖，2009年获国家杰出青年基金资助，2009年受聘为教育部“长江学者”特聘教授，2009年获福建省杰出青年基金资助，2009年获中国化学会—约翰威立出版公司青年化学论文奖，2010年获中国化学会青年化学家奖，2012年获霍英东教育基金会杰出青年教师奖，2011、2012年获日本化学会Distinguished Lectureship Award，2013年获东京大学Zasshi-kai Lectureship，2014年获第四届中国化学会-英国皇家化学会青年化学奖，2016年获中国优秀青年科技人才奖。他还于2012年入选中组部青年拔尖人才支持计划，2013年入选中青年科技创新领军人才。他目前担任Nano Research, ACS Central Science, Advanced Materials Interfaces, ChemNanoMat, Science China-Chemistry和Chinese Chemical Letters等期刊的（顾问）编委。

郑南峰老师自2007年建组以来，在Science, Nature Nanotechnol., Nature Mater., JACS,Angew等国际顶级期刊上发表论文110余篇，总引用次数>10000次。课题组的研究兴趣主要在于先进功能材料的基础研究和实际应用，尤其在催化和生物领域。课题组目标是在分子水平上更深入理解功能纳米材料的合成、性质和应用。课题组目前主要研究集中在贵金属纳米晶的表界面化学，具有生物和催化应用的多级纳米材料，以及纳米团簇化学。

三、论文分类总结：

1.纳米材料的可控合成

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.

主要贡献：

A.“钯蓝”：提出了一种CO限制生长法，制备得到了一种无支撑六边形钯纳米片（厚度仅为1.8 nm）。这种超薄纳米片具有强近红外光吸收并呈现蓝色，所吸收的光可以被完全转化为热，因而可应用于肿瘤的近红外光热疗。此外，超薄的结构特征使“钯蓝”具有高的比表面积，在甲酸的电催化氧化中呈现出较商用钯黑更为优越的催化性能。

图片来源：Nature Nanotech. 2011, 6, 28-32

B.开发了一系列吸附质限制生长合成具有规则形状的纳米材料的方法。以CO，乙炔，胺，PVP+ I^-, HCHO, Fe³⁺等为结构导向剂，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.

图片来源：J. Am. Chem. Soc.,2011, 133，4718–4721

C. 以羰基化合物（如[Pd₂(μ-CO)₂Cl₄]²⁻）为原料，可控合成具有特定形貌的纳米颗粒。（备注：羰基化合物类似于以CO为结构导向剂）

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 8368-8372

D. 提出了一种种子生长法得到了Pd@Ag core-shell nanoplates.这种纳米片具有可调的SPR特性以及优异的光热稳定性。

图片来源：Adv. Mater. 2011, 23, 3420-3425

2. 界面催化

综述：J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 2122-2131

2.1 金属-金属界面

代表作：Science 2014, 344, 495-499; Nano Res. 2009, 2, 975-983; ChemNanoMat 2016, 2, 28-32

主要贡献：

A. 合成了一种尺寸小于5 nm的Pt/FeNi(OH)_x纳米催化剂，在室温下即可高效催化CO氧化；指出Fe³⁺-OH-Pt界面处的OH可以与其附近吸附的CO反应生成CO₂，同时产生配位不饱和的Fe用于O₂的活化，Ni²⁺的存在可以稳定Fe³⁺-OH-Pt界面，避免其脱水，进而表现出优异的催化稳定性。

图片来源：Science 2014, 344, 495-499

B.以Au-Fe₃O₄ Dumbbell这一热稳定结构作为前驱体，在排除尺寸效应的前提下，确定了Au-TiO₂界面在CO氧化中的重要作用。采用TiO₂前驱体在Au-Fe₃O₄上原位热分解的方法可以最大化Au-TiO₂界面，进而优化其催化活性。Au(6.7 nm)-Fe₃O₄ (4.9 nm)/TiO₂在室温下即可高效催化CO氧化。

图片来源：Nano Res. 2009, 2, 975-983

2.2 金属-有机界面

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; 

主要贡献：

A. 界面电子效应：提出Pt纳米线催化剂在乙二胺的影响下，其表面变为富电子结构，从而对欠电子的底物(硝基苯)的吸附能力增强，而对富电子底物(苯羟胺)的吸附能力减弱，最终实现硝基苯选择性还原成为苯羟胺。

图片来源：Nature Mater. 2016, 15, 564-569

B.亲疏水作用：采用乙炔修饰Pd纳米颗粒，使其表面变得更加疏水，在苯乙烯加氢等反应中表现出比未修饰Pd纳米颗粒更为优异的性能; 

图片来源：J. Am. Chem. Soc.,2014, 136, 5583–5586

C. 空间效应：肉桂醛加氢中，如果肉桂醛以平躺（flat）的形式与催化剂表面结合会形成3-苯丙醛，而如果通过醛端基与催化剂结合则会生成肉桂醇。本文通过表面修饰的氨基的链长来控制肉桂醛与催化剂表面（Pt₃Co）结合的方式，发现长链烷基胺配体在纳米颗粒表面规整排列，导致肉桂醛只能以“立式”的方式吸附在催化剂表面，从而提高肉桂醇的选择性。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 3440-3443

D. 电子效应+空间效应：指出硫醇修饰的超薄Pd纳米片是一种高效，稳定，高选择性的内炔烃半加氢催化剂。其中，通过硫醇处理得到的Pd-S界面对于半加氢至关重要：硫醇配体所带来的空间效应和电子效应有利于抑制C=C的过度加氢。硫醇后处理这一方法可以很方便地用于商业化Pd/C催化剂的处理，实现内炔烃高选择性半加氢。

图片来源：Chem. 2018, DOI:10.1016/j.chempr.2018.02.011

2.3 单原子催化

代表作：Science, 2016, 352, 797-801; Small Methods 2018, 2, 1700286; Chin. J.Catal. 2017, 38,1574-1580

主要贡献：报道了一种光化学方法，在乙二醇保护的TiO₂纳米片上成功实现了单原子Pd的稳定分散，Pd负载量高达1.5%。这种单原子Pd₁/TiO2催化剂采用不同于传统异相催化剂的异裂分解新路径活化氢气，在C=C, C=O的加氢中表现出超高活性和稳定性。

小编注：之所以把单原子催化放在界面催化这部分，主要是因为郑南峰老师关于单原子的工作与有机配体联系紧密。单原子制备过程中，配体起到了至关重要的作用。

图片来源：Science, 2016, 352, 797-801

3. 纳米团簇化学 

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

主要贡献：

A.可控合成：采用配体调控，不对称合成等方法制备得到了一系列不同形貌和性质的纳米团簇，包括手性纳米团簇，孪晶纳米晶，超原子纳米团簇等。

图片来源：J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 16113-16116

B.表征：对纳米团簇的结构演变进行了精细表征；

图片来源：J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7197-7200

C. 应用：将纳米团簇应用于三乙基硅烷的水解氧化等反应，发现配体对于催化反应活性有显著的促进作用。

图片来源：J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 3278-3281

4.纳米材料的电化学应用

4.1 电池电容器

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.

主要贡献：

1) 利用氮掺杂二维多孔碳纳米片构建了一种能够显著提升商业碳材料制备的Li-S电池性能的功能化隔膜；2）开发了基于二维“蛋黄-蛋壳”结构碳材料的新型自支撑硫正极，为构建兼具高面积能量密度和高体积能量密度的锂硫电池提供了重要途径；3）基于简单的模板法设计了一种由一维多孔碳骨架表面上垂直定向排列超薄二维多孔碳纳米片构成的新型三维分级多孔碳材料，将其作为锂硫电池正极的支撑材料，为开发高性能的高硫含量锂硫电池和提升锂硫电池的能量密度提供了新思路

图片来源：Joule 2018, 2, 323-336

4.2 电催化(HER, ORR, CO₂还原)

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

主要贡献：1）用电化学原位XAS谱研究了过渡金属硫化物NiS₂在碱性溶液中电催化析氢的活性位点，加深了对碱性条件下过渡金属硫化物电催化析氢反应机制的理解，并在此基础上设计出性能优异的电催化剂应用于全电解水装置；2）采用原位电化学方法制备得到了高性能的镍基碱性析氢电催化材料，揭示了镍-硫醇配位聚合物析氢电催化材料的活性中心；3) 将石墨烯负载的Pt纳米颗粒与离子液体进行复合，得到了抗甲醇氧化的高性能ORR催化剂。

图片来源：Chem 2017,3, 122-133

4.3 太阳能电池

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

主要贡献： 1) 指出引入DMSO提升钙钛矿薄膜质量主要是通过改善PbI₂前驱体薄膜质量实现的，Pb₃I₈中间体的形成并非制备高质量钙钛矿薄膜的关键因素；2）通过在ZnO表面配位修饰一层薄的MgO桥连的质子化乙醇铵，成功实现了高效、无迟滞以及稳定钙钛矿电池的加工，其最高效率达21.1％，进一步利用疏水导热二维石墨烯材料对电池进行封装，相应的电池器件可以在70%的湿度下稳定工作超过300小时。

图片来源：J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 9919-9926

5. 纳米材料的生物医学应用

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

主要贡献：1) 将Pd@Au核壳纳米片，二维Pd纳米片等材料应用于体内光声成像，CT成像以及光热治疗等；2）开发了介孔二氧化硅包裹的Pd@Au核壳纳米片等药物缓释材料

图片来源：Nano Res. 2017, 10,1234-1248

6. 建组前代表作

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.

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