【InfoMat专访系列之青年科学家】西北大学杨逢春教授专访：守纳米管情怀，开电催化篇章

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2021年6月30日，科睿唯安(Clarivate)正式发布2021年科技期刊引证报告(Journal Citation Reports)，InfoMat获得首个影响因子--25.405！

 个人简介 

杨逢春，西北大学化学与材料科学学院，教授。2001年进入兰州大学完成了本科及研究生阶段的学习，2010年获博士学位后先后赴美国克莱姆森大学、日本大阪大学开展研究工作。2012年加入西北大学从事教学科研工作至今，致力于碳基纳米材料的电/光电催化性能研究。主持国家自然科学基金1项，在InfoMat, Sci. Adv., ACS Catal., Chem. Commun., Anal. Chem.等期刊发表SCI收录论文50余篇。

课题组网站：

https://chem.nwu.edu.cn/cmsproduct/front/commonLeft?channelId=27#childChannelId=21

 研究工作 

您能否简要介绍课题组的工作？

非常感谢InfoMat的邀请，也很高兴能有这个机会向大家介绍我们课题组的工作。我们课题组过去几年主要致力于碳基纳米材料的电/光电催化性能研究，特别关注催化机理方面的探讨。在金属纳米颗粒与碳材料协同效应方面，提出了碳纳米材料对金属纳米粒子的电子诱导作用；在羧基化碳管用于酸性氧气析出的反应中，提出了羧基诱导的氧种植机理；在无掺杂无缺陷碳材料研究方面，提出碳材料的催化遵循能量匹配原则。希望以上研究进展能为Metal free催化剂的发展做一点贡献。

当您还在上学的时候，未来想从事什么职业？是什么机缘促使您从事碳基纳米材料的电/光电催化性能研究的研究呢？

我上学的时候理想就是当一名老师，我觉得将我所知道的知识、经验教给学生，让学生养成一些好的学习习惯，树立一些好的人生理想，在成长的路上少走弯路，多走“捷径”，对学生是很有帮助的事情。

我硕博师从李彦锋教授，研究方向是高分子合成，与我现在的研究方向有较大的差别。在我硕士时期，实验室有个同窗好友叫黄从树，他在做聚酰亚胺/碳纳米管复合材料，他给我讲了很多碳纳米管的知识，纳米管的手性、金属性、半导体性这些概念都是那个时候知道的，我自已也看过一些这方面的文献，了解了一些这方面的工作。博士毕业后，我去了孙亚平老师课题组，从事碳点合成和单壁碳纳米管分离方面的工作，我个人非常喜欢这个方向。回国以后，也做了一些纳米管分离的工作，当时想看看金属型和半导体单壁碳纳米管性能上的不同，就选择了做电化学性能测试，发现性能果然不一样，而且通过电子掺杂，其性能可以互换。这里面有很多有意思的东西，后来我们又发现碳材料具有光电催化性能，于是就在这个方向坚持做了下去。

 致力碳基纳米材料研究 

您认为在未来五年内碳基纳米材料在电/光电催化性能方面的主要研究热点会是什么？您的团队有哪些关于该方向的计划呢？

目前在催化剂的研究上有两个趋势，一个是催化剂需要有准确的结构，另一个是需要增强催化剂的内在活性而不是几何叠加的活性。这两个方面都需要对催化机理进行深入的探讨。我想碳纳米材料在催化方面的研究也是这样，虽然在结构精准方面会比较难，但是也可以想办法去做，在准确结构下它的几何结构、电子结构与性能之间的关系，催化活性的驱动力、位点的确认将会是这个领域未来大家关注的地方。在这方面我们团队目前完成了一些讨论手性纳米管性能的工作，希望会很快与大家见面。

您认为碳基纳米材料在电/光电催化方面有哪些实际应用价值和潜力？

我认为碳纳米材料在电催化、光电催化方面具有很好的应用前景，它廉价、易得，并且在某些方面表现出很高的催化活性。除此之外，还有一个巨大的优势，就是稳定。在空气中存储一个月两个月，五年十年它的结构和性能也不会改变。另外在催化反应中，从文献和我们的实验来看，它是稳定的。我想碳纳米材料在能源存储和转换上会有良好的应用前景。

站在科研人员的角度，您认为碳基纳米材料在商业化道路上面临的主要困境是什么？科研人员应当集中精力解决哪些实际问题？

我认为碳纳米材料在商业化道路上面临的主要困境是生产标准化问题，不同批次、不同厂家生产的产品总有些许差别，在后期做功能化处理的时候，差别会进一步放大，这对催化剂的大规模生产、性能的稳定有一些限制。当然，这是我个人的一些想法。另外，在商业化的路上，我想应该尽量多的去了解企业的需求，避免把精力放在解决人造科学问题上，这样才能更好的将实验室跟企业结合起来，把工作一步一步往前推进。

InfoMat——研究路上的探路灯

您的团队在InfoMat上发表了一篇题为‘Carboxylated carbon nanotubes with high electrocatalytic activity for oxygen evolution in acidic conditions’的原创性文章。请问您的灵感来源是什么呢？从简单的想法到最终实现，最大的困难是什么？

感谢InfoMat在我们文章发表上的支持。我们学过有机化学都知道，碳原子在分子中是sp2、sp3杂化，也就是说一个碳原子要连接四个键。碳纳米材料在结构上与稠环有机分子有类似性，在引入缺陷之后，它的缺陷位上的碳还是要保持四个键，一般会保持一个C-C一个C=C，另外一个键会与其他原子相连，也就是说会引入官能团，这个官能团与引入缺陷时的化学环境有关。我们知道碳纳米材料上引入缺陷会增加其催化活性，那么在其缺陷位上引入的这个官能团会不会起到催化作用？换一个官能团性能会不会发生变化？这是我们做这个工作的初衷。在这个工作中最大的困难是对催化机理的理解，我跟几个朋友聊这个工作，我们觉得把羧基化的碳纳米管可以看作有机分子，电流让它不稳定，而芳香环的自身性质又使它趋于稳定，这样会比较合理的解释反应的机理。最后我们就从去芳构化和芳构化的角度去解释这个机理。这里要特别感谢两位合作者，戴黎明老师和黄勃龙老师在这个过程中的讨论和帮助，以及学生们的辛苦付出。

在文章发表的过程中，您认为InfoMat编辑在处理稿件时的效率如何？审稿人的专业程度和文章发表速度怎么样？

此次文章发表过程中，感受到InfoMat编辑在处理稿件时非常的高效且规范，从投稿到一审意见回来不到一个月。从审稿意见可以看出，审稿人非常专业，也很负责，从学术问题、图表和语言规范等方面提出了很多专业的建议，对提升稿件质量具有很大的帮助。不仅如此，编辑也给我们的稿件提出了很多专业的修改建议，这点我觉得难能可贵。文章接收到正式在线发表速度也很快，不到一个月就有了正式的期号和页码，proof过程也很专业，执行编辑提出了很多改进稿件的建议。InfoMat编辑团队在处理稿件时的高效和专业，是研究者们非常看重的一点，这方面我要为编辑团队点个赞！

InfoMat在2021年6月份收到了首个影响因子25.405，摘得国产材料期刊影响因子排名第一的桂冠。您可以评价下期刊的表现吗？

InfoMat自创办以来，关注新材料及其创新应用的研究成果，是备受瞩目的顶级期刊。我想这是大家的共识，不用我多说。学术期刊是学术研究交流的重要平台，是促进理论创新和科技进步的重要力量。近几年我国创办了一些在国际上较有影响力的国产期刊。祝愿InfoMat越办越好，也祝愿我们的国产期刊都有好的表现。也希望我可以为国产期刊贡献更多的力量。

 享受“发现”的乐趣

您在选择团队研究生时，看重学生的哪些品质呢？您是如何培养团队学生“创新”的能力？

认真是我最看重的品质，我想不管从事什么行业，认真都是一切工作开展的基础。在创新能力培养方面，我觉得研究生首先要掌握扎实的基础知识，此外还要大量、广泛地阅读文献，不光是跟自己课题相关的文献，还要适当地看一些不是很相关的文献，一些新闻或公众号报道的有趣的结果我们都会随时讨论。我们每学期的组会，都会将基础知识讲一遍，包括电化学的基础知识、合成方法与原理、仪器表征原理、数据处理等等。然后我们再通过讨论，确定我们想解决或讨论什么问题，将一些不是很相关的文献结合起来，看看有没有新的发现，或者这些文献中的现象有没有遵循什么共同的规律。我们是一个小课题组，希望将有限的资源用来做一些有特色的工作。我想一切创新的根源，都在文献中，我享受这种发现的乐趣，也鼓励学生去这么做。有一句话我很认同，“高级的快乐都要付出艰辛”。也希望学生时刻保持着对科研的热情，享受“发现”的乐趣。

 杨逢春教授文章推荐

Xin Zhang,Wenqing Zhang,Jianying Dai,Mingzi Sun,Jun Zhao,Lifei Ji,Lin Chen,Fanlong Zeng,Fengchun Yang*,Bolong Huang*,Liming Dai*

DOI: 10.1002/inf2.12273

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