重磅！邃瞳携手Wiley倾力打造的精品学术Talk，来了！
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讲座简介
邃瞳Talk，是在邃瞳学术指导委员会的专家指导下，由学术传播平台“邃瞳科学云”与Wiley出版集团联合推出的自然科学类线上讲座，致力于新学术的价值分享与传播。通过力邀国内外顶尖知名科学家与新锐科学家联席线上演讲的方式，以与传统形式具有明显差异化特征的优质学术内容进行打造与呈现，尝试对知识的多层次价值转化进行探索。
邃瞳Talk的价值诉求，是希望与科学家合力，一起为广大研究者尤其是青年研究者：开辟新舞台，启迪思考与探索、学习新知，不断探索新形式新内容，以期带来丰富多元的学术营养。
REC
报告题目
二氧化碳转化：实验技巧和光催化材料设计
唐军旺教授，欧洲科学院院士（Academia Europaea）, 获得英国科学院-利弗休姆资深研究员奖（Royal Society-Leverhulme Trust Senior Research Fellow）, 比利时欧洲科学院院士 （Fellow of European Academy of Sciences）， 英国皇家化学会会士（Fellow of RSC)，伦敦大学学院材料中心主任，材料化学和材料工程终身教授,中国教育部长江讲座教授等。兼任英国陕西联谊会主席, 中国科学院留学人员联谊会海外理事等社会职务。
唐军旺教授在太阳能的利用，光催化活化小分子（包括水分解制氢，甲烷转化，合成氨，二氧化碳转化为高级化学品等），新型催化材料,催化废水处理，以及微波催化方面(塑料的化学循环利用)具有很深厚的理论基础和研究经验。迄今已在国际顶级杂志Nature Catalysis, Nature Energy, Nature Reviews Materials, Chemical Reviews, Chem. Soc. Rev. Materials Today, JACS, Nature Communications, Angew Chemie等材料和化学领域顶级期刊共发表了>180篇文章，H-index 62. 授权了8项专利(包括美， 日， 英， 德等国专利)。同时是四个国际杂志的主编/编辑或者副主编， 包括Applied Catalysis B （影响因子16.7）, Journal of Advanced Chemical Engineering, Chin J. Catal.以及 Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering。平均每年在相关的国际大会上做了5-6次大会报告或者邀请报告。获得多个国际大奖，包括2021：Royal Society-Leverhulme Trust Senior Research Fellow（全英国每年7名）， RSC Corday-Morgan Prize （每年全球评选3名）；2020： 国际化学工程协会研究项目奖第二名；2019：国际化学工程协会商业创业最高奖（the IChemE Business Start-Up Global Awards ），国际化学工程协会2019油气转化大奖第二名（Runner-up of IChemE Oil and Gas Global Awards）， 2018国际光化学和太阳能转化科学家奖 （ IPS Scientist Award received at the 22nd IPS conference）等。
讲座摘要
除了提高目前化石能源的利用效率外，二氧化碳的循环利用是最有可能减少空气中二氧化碳浓度的方法。这种循环利用依赖于二氧化碳的化学转化， 它不但可以提供一种可再生能源，而且促进宝贵的碳资源的有效循环。然而，作为最稳定的无机分子之一，二氧化碳需要大量的能量才能被活化，因此它的化学转化是一种能量密集的过程。为了避免使用传统化学方法产生额外的 CO2 排放，一个有前景的解决方案是使用可再生和清洁能源来推动 CO2 化学转化反应（负碳过程的概念）。同时二氧化碳转化的产物需要考虑经济效益和能量密度两个主要因素 [1].
本讲座从二氧化碳转化产物的经济性讨论开始，接着论述必须的实验设备，以期获得可靠的实验结果。然后集中论述模拟太阳光催化转化过程的研究痛点 [2-4]. 在讨论了光催化中的电荷动力学相关的基本问题后，介绍了利用氧化亚铜的光催化将 CO2 转化为 CO 的可行性研究 [5]. 然后集中探讨水氧化在二氧化碳转化过程的研究挑战 [3].
接着基于从基础研究和可行性研究中获得的知识，制造了一种复合材料，该材料由聚合物光催化剂 C3N4 (CN) 和通过微波方法合成的新型碳量子点 (mCD) 组成。这种异质结构复合材料在可见光催化的驱动下，通过 H2O 直接将 CO2 还原为甲醇。基础研究表明此特殊的碳量子点具有独特的空穴接受性质，与通过常规方法 (sCD) 制造的电子接受碳点相比作用完全相反。此特殊的碳量子点使CN 的电子寿命 (t50)延长了四倍，有利于六电子还原产品的生成 [6]. 更重要的是此特殊的碳量子点能够催化水的氧化，实现了100% 选择性的将CO2转化为甲醇，从而在可见光区产生 2.5% 的量子效率 [6]. 同位素标记进一步证实了这种活性。而常规法制备的碳点在相同条件下优先产生双电子低经济性产物 CO。接着对C3N4 (CN)进行氧参杂[7]，通过瞬态光谱直接观察电子和空穴动力学，证明了此参杂对其本身电子和空穴实现了有效分离。在担载了以上特殊的微波碳量子点后，不但实现了100% 选择性的将CO2转化为甲醇，而且在可见光区的量子效率提高了三倍 [8].辅助的理论计算也提供了和光谱实验吻合的理论支持。最后，希望通过这次讲座的讨论部分，和大家探讨下一步继续提高二氧化碳能量转化效率和更高经济价值的产物的可能途径。
Reference:
1) Nitopi, S., Bertheussen, E., Scott, S.B., Liu, X., Engstfeld, A.K., Horch S., Seger, B., Stephens, I.E.L., Chan, K., Hahn, C., Norskov, J. K., Jaramillo, T.F., Chorkendorff, Ib, Chem. Rev. 2019, 12, 7610–7672.
2) W Wang, Y., Vogel, A., Sachs, M., Sprick, R.S., Wilbraham,L., Moniz, S.J.A., Godin, R., Zwijnenburg, M.A.*, Durrant, J.R., Cooper, A.I., Tang, J., Nature Energy, 2019, 4, 746-760.
3) Tang, J., Klug, D., Durrant, J.R., J. Am. Chem. Soc, (Article) 2008, 130, 13885-13891
4) Bian, J., Zhang, Z., Feng, J., Thangamuthu, M., Yang, F., Sun, L., Li, Z., Qu, Y., Tang, D., Lin, Z., Bai, F., Tang, J., Liqiang Jing, Angewandte Chemie International Edition, 2021, DoI: anie.202106929
5) An, X., Li, K., Tang J.. ChemSusChem, 2014,1086-1093.
6) Wang, Y., Liu, X., Han, X., Godin, R., Chen, J., Zhou, W., Jiang, C., Thompson, J.F., Bayazit, M., Shevlin, S., Durrant, J.R., Guo, Z., Tang, J., Nature Communications, 2020, 11, 2531.
7) Wang, Y., Bayazit, M.K., Moniz, S.J., Ruan, Q., Lau, C., Martsinovich, N., Tang, J. Energy & Environmental Science, 2017, 10, 1643-1651.
8) Wang, Y., Godin, R., Durrant, J.R., Tang, J., Angewandte Chemie International Edition, 2021, https://doi.org/10.1002/anie.202105570
听众预期收获
CO2转化的经济考量和产物的优先性
必须的仪器设备和针对的检测特色
光催化的基本原理和目前的挑战
Cu2O光催化剂的优缺点
水氧化是实现CO2转化为有用化学品的最重要前提
碳量子点实现电子和空穴分离带来的超高的产物选择性
受众人群
以上第一和第二点适合所有的CO2转化过程，包括电催化和光催化
其他4点适合光催化的研究界和工业界学者
碳材料的研究者也是受众之一
报告题目
“极化”在光催化中的作用
黄洪伟，中国地质大学（北京）教授、博导，荣获国家四青人才、霍英东基金会青年教师奖、翟裕生青年教师奖、中科院院长优秀奖等。主要研究领域为“极化光催化材料”及其在能源、环境、生物医学等领域的应用，包括光催化CO2还原、水分解、污染物净化、灭菌等。以第一或通讯作者在国际著名期刊Nature Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Nano Energy、Appl. Catal. B: Environ、J. Mater. Chem. A等发表SCI论文170余篇，32篇论文入选全球1% ESI 高被引用论文，4篇论文入选全球热点论文，2篇论文分别入选2015、2019年中国百篇最具影响国际学术论文，发表论文总引用次数12300余次，h因子为58，申请发明专利10余项。入选2017英国皇家化学会期刊“Top 1%高被引中国作者”和2019、2020年科睿唯安（Clarivate Analytics）“全球高被引学者”。任《ChemPhotoChem》和《Chinese Journal of Catalysis》期刊的客座主编、《Catalysts》和《Nanomaterials and Nanotechnology》期刊编委、《Chinese Journal of Catalysis》和《Chinese Chemical Letters》期刊青年编委，中国复合材料学会矿物复合材料专委会委员，波兰国家科学中心项目评委。
讲座摘要
利用太阳能光催化制备可再生能源和解决环境问题具有较大应用潜力，但由于光生电子和空穴在催化剂内部和表面的快速复合，使得低电荷分离效率成为限制光催化性能的主要因素之一。极化可作为强驱动力促使光生电子和空穴沿相反方向定向迁移，通过对光催化剂的体相、表面、体相-表面的极性进行调控，从而促进光生电荷在以上场所高效分离和光催化活性。[1-15]
1、通过调控宏观自发极化、压电极化、铁电极化增强体相极化电场，促进体相电荷分离；
2、通过表面卤化、官能团化、引入氧空位构建表面局域电场促进表面电荷分离；
3、通过联合体相—表面极化策略促进体相—表面电荷分离，并挖掘其协同耦合机制。
Reference:
[1] H. J. Yu, H. W.*, et al. Nat. Commun. 2021, 12: 4594.
[2] Liu, L. Z.; Huang, H. W.*, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60: 18303-18308.
[3] Hu, C.; Huang, H. W.*, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60: 16309-16328.
[4] Hu, C.; Huang, H. W.*, et al. Adv. Mater. 2021, 10.1002/adma.202101751.
[5] Chen, F.; Huang, H. W.*, et al. Adv. Mater. 2020, 10.1002/adma.202005256.
[6] Chen, F.; Huang, H. W.*, et al. Adv. Mater. 2020, 32: 1908350.
[7] Hu, C.; Huang, H. W.*, et al. Adv. Funct. Mater. 2020, 30: 1908168.
[8] Tu, S. C.; Huang, H. W.*, et al. Adv. Funct. Mater. 2020, 30: 2005158.
[9] Hao, L.; Huang, H. W.*, et al. Adv. Mater. 2019, 31: 1900546.
[10] Chen, F.; Huang, H. W.*, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58: 10061-10073.
[11] Li, M.; Huang, H. W.*, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58: 9517-9521.
[12] Yu, H. J.; Huang, H. W.*, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58: 3880-3884.
[13] Huang, H. W.*, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56: 11860-11864.
[14] Lin, S.; Huang, H. W.*, et al. Adv. Funct. Mater. 2019, 29: 1903825.
[15] Liu, L. Z.; Huang, H. W.*, et al. Sci. Bull. 2020, 65: 934.
听众预期收获
极性半导体材料作为新一代光催化材料的优势和前景
引起听众对很多传统高性能光催化剂的“极性”方面的关注和思考
利用先进表征技术结合多尺度多维度理论模拟研究材料结构和剖析性能增强机制
受众人群
材料化学、能源化学、环境化学领域研究人员
光电功能材料、半导体材料领域研究人员
光催化、电催化、电池、超电领域研究人员