课题组受邀在Accounts of Chemical Research发表富勒烯-金属团簇研究的述评文章 - Home
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卢秉恒
卢秉,教授,博导,中国工程院院士。
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郭烈锦
郭烈锦,1963.10出生于江西遂川。教授,博导。中国科学院院士,工程热物理与能源利用学家,我国能源动力多相流及氢能学科的主要学术带头人之一...
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徐宗本
徐宗本 中国科学院院士,西安交通大学教授、博导。大数据算法与分析技术国家工程实验室主任,陕西国家应用数学中心主任,人工智能与数字经济广东省实...
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席 光
教授,博士生导师、校党委委员、常委.历任西安交通大学能动学院副院长、科技处处长、科研院常务副院长、校长助理。2014年9月任西安交通大学党委...
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张定红
副教授。历任西安交通大学机械工程学院党委副书记兼纪委书记,党委组织部副部长,管理学院党委书记,党委组织部部长、党校常务副校长(兼),党委统战...
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洪 军
教授、博士生导师 教育部“重大人才计划”特聘教授 国家重点研发计划项目首席科学家 西安交通大学 党委常委、副校长 现代设计及转子轴承...
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郑南宁
教授、博士生导师. 西安交通大学人工智能与机器人研究所所长,中国工程院院士
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蒋庄德,1955年生。中国工程院院士,教授,机械工程和仪器科学与技术两个一级学科博士生导师,英国伯明翰大学名誉教授、澳大利亚新南威尔士大学客...
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陈 腾
教授,博士,博士生导师,主要研究方向:毒品依赖的神经生物学机制、人类基因组多态性以及临床法医学的研究工作。2022年6月任西安交通大学党委常...
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教授、博士生导师。现任西安交通大学电气工程学院院长,中国工程院院士.
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西安交通大学党委常委,西安交通大学副校长。历任西安交通大学人文社会科学学院党委副书记兼副院长,仲英书院院务主任,住房与社区管理处处长、后勤保...
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严俊杰
西安交通大学副校长,教授,博士生导师,能源与动力工程学院院长。国家杰出青年科学基金获得者,享受政府特殊津贴专家,首届教育部新世纪优秀人才,霍...
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赵军武
校党委委员、常委 博士,教授,国务院政府特殊津贴专家。曾任物理系实验物理教研室副主任、主任、物理系副主任、理学院实验物理中心主任、实验室与设...
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何雅玲
中国科学院院士 西安交通大学教授 博士生导师 中国共产党十九大代表 第十九届中央委员会候补委员 西安交通大学学术委员会主任 西安交通大学学...
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王锡凡
西安交通大学电气工程学院教授、博士生导师、电力系统研究所所长. 中国科学院院士
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孙 军
西安交通大学金属材料强度国家重点实验室主任,材料科学与工程学院院长,国家973计划“材料若干介观性能表征及其尺度效应(2004CB61930...
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陶文铨
教授,博导,中国科学院院士,国家级有突出贡献专家,国家级教学名师
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王铁军
王铁军 教授国家973项目首席科学家国家杰出青年基金获得者
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别朝红
教授,西安交通大学常务副校长。历任西安交通大学电气工程学院副院长、党委书记、院长,学科办主任,西安交通大学党委常委,西安交通大学副校长,西安...
最近,受Accounts of Chemical Research主编邀请,课题组对近年来在富勒烯-金属团簇结构、光谱与性质方面的研究工作进行了述评。富勒烯的发现源自研究人员对星际碳物质的探索,于1985年由Kroto、Smalley和Curl等人首次实验发现,并因此获得1996年诺贝尔化学奖。富勒烯的高稳定性、电子受体特性以及结构可调性,使得富勒烯材料在超导、电子器件、光伏电池、催化和生物医学等领域受到广泛重视。
近年来,课题组与合作者利用双样品靶双束溅射激光团簇束源技术耦合惰性气体标记的红外光解离光谱技术,首次测量了气相富勒烯-金属复合物的高分辨红外光谱;结合量化计算和分子动力学模拟,发现单个钒离子在富勒烯表面的最有利结合位点为五元环上方,其稳定性来自于金属与富勒烯之间的轨道相互作用和静电相互作用,从而回答了“外来一个原子或基团在富勒烯表面的最稳定结合位点是什么”这一基本的物质结构问题(Journal of the American Chemical Society 2023, 145: 22243)。
基于所测量的气相富勒烯-金属复合物的高分辨红外谱,通过与Spitzer空间望远镜得到的天文观测谱比对分析,发现富勒烯-金属复合物可潜在贡献于星际未证认红外发射谱带和弥漫星际谱带(The Astrophysical Journal 2023, 952: 13)。进而,课题组将目前实验测量的所有富勒烯物种的红外特征频率汇编为VibFullerene数据集,利用密度泛函理论计算和统计分析,提出了预测富勒烯物种红外光谱的可靠方法,为詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)搜索这些星际物种提供了重要参考(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2023, 525: 3061)。
同时,若将富勒烯看作多孔碳材料的模型,那么原子数精确的富勒烯-金属团簇则可作为碳基载体金属催化剂的模型,从而在团簇催化研究中巧妙地考虑载体效应(Carbon 2022, 197: 535)。通过深入研究C60V+催化水分解生成H2和O2的微观机制,发现C60具有显著的载体效应,不仅可以作为水分解制氢的“摆渡车”(几何效应)帮助氢原子转移和氢气形成(Angewandte Chemie 2021, 60: 27095),而且可以作为“电子海绵”(电子效应)在催化过程中驱动金属中心的价态转变,推动整个催化反应的完成(Cell Report Physical Science 2022, 3: 100910)。
上述相关工作展示了富勒烯-金属团簇的多面性,在天体物理、星际化学和能源催化等领域均具有重要的研究意义。相关述评文章以“Multifacets of Fullerene-metal Clusters: From Fundamental to Application”为题发表在Accounts of Chemical Research上。论文评述了富勒烯-金属团簇研究方面的最新进展,对进一步探索富勒烯-金属团簇体系的超快电荷转移动力学及其在研究天体物理与星际化学、能源催化转化和异质结材料等领域问题的科学意义和潜在价值进行了展望。
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