厦门大学化学化工学院结构化学研究所唐紫超

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唐紫超，厦门大学化学化工学院教授、闽江学者。1998年博士毕业于厦门大学化学系，师从郑兰荪院士。1999年进入美国Dartmouth College化学系从事博士后研究，2001至2016年期间先后在中科院化学研究所和大连化物所工作，主要从事气相分子团簇结构和反应研究，以及质谱仪器研发工作。2016年被厦门大学化学系聘为教授、闽江学者。主持过多项中科院仪器研发项目和国家自然科学基金项目，并作为子课题负责人承担国家重大科学仪器设备开发专项，科技部973专项，参与国家创新研究群体科学基金。在Science, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Communication, J Chem Phys、J Phys Chem A,Phys Chem Chem Phys等多个国际杂志上发表了一系列成果。授权多项飞行时间质谱仪相关专利技术。

唐紫超

电子邮箱：zctang@xmu.edu.cn

办公室地址：卢嘉锡楼322

个人简历：

1988/09～1992/07   华东地质学院           　　　应用化学系             　　　　　　　大学本科
1992/09～1998/07   厦门大学      　  　　       　化学系 　                　　　　　　　博士     
1999/03～2001/03   美国Dartmouth College  　　化学系           　　　　       　　　　博士后
2001/03～2006/06   中国科学院化学所   　　     分子反应动力学实验室   　　　　　副研究员                                       
2006/06～2009/09   中国科学院大连化物所    　分子反应动力学国家重点实验室        副研究员
2009/09～2016/03   中国科学院大连化物所 　   分子反应动力学国家重点实验室         研究员
2016/03～至今      　厦门大学 　　　　             化学系            　　　　　　　　　     教授

研究兴趣：
团簇结构和性质、复杂分子反应动力学、反应中间体和自由基、真空紫外单光子电离质谱、激光光谱、光电子成像和能谱

近期主要代表论著：

1. Liang X. H.; Wu, X.; Dong, T.; Qin, Z.B.; Tan, K.; Lu, X. *; Tang, Z. C.*, The Dinitrogen-Ligated Triaurum Cation,Aurodiazenylium, Auronitrenium, Auroammonia, and Auroammonium. AngewandteChemie-International Edition 2011, 50 (9),2166-2170.

2. Xie H.; Xing, X. P.; Liu, Z. L.; Cong,R.; Qin, Z. B.; Wu, X.; Tang, Z. C.*; Fan, H. J.*, Photoelectron imaging andtheoretical calculations of gold-silver hydrides: comparing the characteristicsof Au, Ag and H in small clusters. Physical Chemistry ChemicalPhysics 2012, 14 (33), 11666-11672.

3. Qin Z. B.; Wu, X.*; Tang, Z. C.*, Note:A novel dual-channel time-of-flight mass spectrometer for photoelectron imagingspectroscopy. Review of Scientific Instruments 2013, 84 (6),066108(1-3).

4.  Guo X. G.; Fang, G. Z.; Li, G.;Ma, H.; Fan, H. J.; Yu, L.; Ma, C.; Wu, X.; Deng, D. H.; Wei, M. M., Tan, D.L.; Zhang S.;Li, J. Q.;Sun, L. T.; Tang, Z. C.;Pan, X. L.; Bao, X. H.*, Direct,Nonoxidative Conversion of Methane to Ethylene, Aromatics, and Hydrogen. Science 2014, 344 (6184),616-619.

5. Wu X.; Tan, K.; Tang, Z. C.*; Lu, X.*,Hydrogen bonding in microsolvation: photoelectron imaging and theoreticalstudies on Aux-(H2O)n andAux-(CH3OH)n (x=1,2; n=1, 2) complexes. Physical Chemistry ChemicalPhysics 2014, 16 (10), 4771-4777.

6. Qin Z. B.; Cong, R.; Liu, Z. L.; Xie,H.; Tang, Z. C.*,Low-energy photoelectron imaging of HS2 anion. The Journal ofChemical Physics 2014,141(20),204312(1-5).

7.  Xie, H.; Wang, J., Qin Z. B.; Shi,L.; Tang, Z. C.*; Xing, X. P.*, Octacoordinate metal carbonyls of lanthanum andcerium: experimental observation and theoretical calculation. The Journal ofPhysical Chemistry A 2014,118(40), 9380-9385.

8. Liu, Z. L.; Xie, H.; Qin Z. B.; Fan, H.J. ; Tang, Z. C.*, Structural evolution of homoleptic heterodinuclearcopper-nickel carbonyl anions revealed using photoelectron velocity-mapimaging. Inorganic Chemistry 2014, 53(20), 10909-10916

9. Qin Z. B.; Liu, Z. L.; Cong, R.; Xie,H.; Tang, Z. C.*; Fan, H. J.*, Photoelectron imaging and theoretical study onthe structure and chemical binding of the mixed- ligand M(I) complexes, HMSH- (M= Cu, Ag, and Au). Journal of Chemical Physics 2014, 140 (11),114307(1-7).

10.  Liu Z. L.; Qin, Z. B.; Wu, X.;Xie, H.; Cong, R.; Tang, Z. C.*, Vibrationally Resolved Photoelectron Imagingof Au3H. Journal of Physical Chemistry A 2014, 118 (6),1031-1037.

11.  Li G.; Li, L.; Shi, L.; Jin, J.;Tang, Z. C.*; Fan, H. J.*; Hu, H. Q.*, Experimental and Theoretical Study onthe Pyrolysis Mechanism of Three Coal-Based Model Compounds. Energy& Fuels 2014, 28 (2), 980-986.

12.  Liu Z. L.; Qin, Z. B.; Xie, H.;Cong, R.; Wu, X.; Tang, Z. C.*, Structure of Au40/-1 inthe gas phase: A joint geometry relaxed ab initio calculations andvibrationally resolved photoelectron imaging investigation. Journal ofChemical Physics 2013, 139 (9),094306(1-6).

13. Yang H. Y.; Wang, Y.; Lei, J.; Shi, L.;Wu, X. H.; Maekinen, V.; Lin, S. C.; Tang, Z. C.; He, J.; Haekkinen, H.; Zheng,L. S.;Zheng, N. F.*, Ligand-Stabilized Au13Cux (x=2,4, 8) Bimetallic Nanoclusters: Ligand Engineering to Control the Exposure ofMetal Sites. Journal of the American Chemical Society 2013, 135(26),9568-9571.

14.  Liu Z. L.; Xie, H.; Qin, Z. B.;Cong, R.; Wu, X.; Tang, Z. C.*; Lu, X.*; He, J., Vibrationally resolvedphotoelectron imaging of platinum carbonyl anion Pt(CO)n- (n=1-3):Experiment and theory. Journal of Chemical Physics 2012, 137 (20),204302(1-7).

15. Liu, X. J.; Hamilton I. P.; Han, K. L.;Tang, Z. C.*, Experimental and Theoretical Study on Activation of the C-H Bondin Pyridine by Mm- (m = Cu, Ag, Au, m=1-3). Physical Chemistry ChemicalPhysics.2010,12(35),10602-10609.

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最近，由特定数量的金属原子和配体组成的尺寸为1-3 nm的超小型金属颗粒，通常称为金属团簇（clusters），由于其独特性质而受到广泛关注。由于量子尺寸效应，表面几何效应和高表面体积比，由配体保护的超小型金属团簇表现出离散的电子结构，因此被认为是一种用于催化和太阳能转换的理想模型材料。然而，这种超小尺寸的金属团簇的表面能较大，简单的将金属团簇材料负载在载体上并不能有效的改善其稳定性，金属团簇依然容易团聚生成大尺寸的金属纳米颗粒，导致材料的光催化活性显著降低并使得催化反应机理复杂化。
       目前，在基于金属团簇（例如Au clusters）的光催化材料中，已有文献报道Au clusters的光致团聚现象，并对其团聚机理进行了初步探究。但是，关于Au clusters在光照条件下生长为纳米颗粒的动力学过程仍然是一个尚未解决的关键科学问题。例如，在光照条件下，不同的Au clusters是通过怎样的一个过程生长为尺寸更大的金属颗粒的？Au clusters团聚长大的动力来自哪里？通过对Au clusters的动力学过程的研究，有利于加深对金属团簇团聚失活机理的理解，同时也有利于进一步发展提高Au clusters稳定性的策略。

       厦门大学唐紫超教授课题组和廖洪刚课题组与比利时鲁汶大学黄皓玮博士合作，利用原位TEM在原子水平上可视化Au clusters团聚过程，揭示了Au clusters光致聚集的潜在机制。作者通过对Au clusters样品在空气中照射不同时间，利用原位TEM监测Au cluster的状态。如图1所示，最初，尺寸约为1.4 nm的Au clusters位于TiO2纳米片面上。在光照2小时后（图1（b）），圆圈中的Au clusters尺寸有所减小，而各个小的团簇之间的间距没有发生明显的变化。进一步延长光照时间到4h（图1（c））和6h（图1（d）），圆圈中的Au clusters逐渐消失不见，而附近的Au clusters的尺寸逐渐变大，慢慢转变为Au颗粒留在TiO2纳米片的表面上。作者把Au clusters的这个团聚过程的机理归于奥斯瓦尔德熟化机理（Ostwald ripening (OR) mechanism）,其团聚示意图如图1（e）所示。
       在原位TEM监测过程中，除了检测到上述Au clusters的OR团聚机理外，作者还观测到Au clusters的另外一种团聚行为。如图2所示，在图2a中，椭圆形方框中的Au clusters保持一定的距离，随着光照的进行（2h），Au clusters的尺寸并没有发生变化，然而两个团簇之间的距离在减小，当光照时间继续延长时，两个团簇最终合并长成一个大的Au颗粒。Au clusters的这个团聚过程是由两个团簇相互迁移并熔融在一起，作者定义这个过程为团簇的迁移团聚机理（migration and coalescence (MC) mechanism）,其团聚示意图如图1（e）所示。综上所述，作者通过原位TEM直接“看见”了这种超小团簇的迁移团聚过程，并提出了团簇在光照过程中的两种团聚机理，即奥斯瓦尔德熟化机理（OR）和迁移团聚机理（MC）。该工作对团簇光致团聚机理的研究有利于进一步发展制备具有高稳定性的基于Au clusters的光催化材料。