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[专家学者] 国家纳米科学中心中科院纳米系统与多级次制造重点实验室唐智勇

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发表于 2017-9-13 09:49:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
唐智勇,国家纳米科学中心研究员,博士生导师,科技部973(纳米重大研究计划)首席科学家, Nanoscale Horizons和Scientific Reports编委, Small, ChemPhysChem, Nanoscale, Nano Research, Materials Research Express顾问编委。1993年毕业于武汉大学环境科学系,1996年在武汉大学环境科学系获理学硕士学位,2000年在中国科学院长春应用化学研究所获理学博士学位,指导老师为汪尔康院士。2000-2001年,2001-2006年分别在瑞士苏黎世联邦高等工业学院Prins教授研究小组和美国密歇根大学Kotov教授研究小组从事纳米材料的研究工作。2006年11月回国加入国家纳米科学中心,入选科学院“百人计划”。


姓    名:唐智勇        
性    别:男
职    务:纳米材料研究室主任        
职    称:研究员
通讯地址:北京市海淀区中关村北一条11号
邮政编码:100190        
电子邮件:zytang@nanoctr.cn        
唐智勇研究员课题组

研究领域:
纳米功能材料在环境和能源领域的应用
获奖及荣誉:
2009年入选新世纪百千万人才工程国家级人选,2010年获国家杰出青年科学基金资助,2010年获“Scopus寻找青年科学之星”材料科学青年科学之星成就奖,2012年获中国科学院“杰出青年”,2012年中国科学院“百人计划”结题优秀,2013年入选ChemComm“Emerging Investigator”,2013年获“国务院政府特殊津贴”,2013年入选科技部“2013年度创新人才推进计划中青年科技创新领军人才”,2014年入选Fellow of the Royal Society of Chemistry (FRSC) ,2015年、2016年入选Elsevier“中国高被引学者”,2015年获RSC Inorganic Chemistry Frontiers Award for Outstanding Young Scientist,2016年入选第二批国家“万人计划”科技创新领军人才,2016年获英国皇家化学会“Editorial Board Award”,2016年获第八届中国化学会-巴斯夫公司青年知识创新奖。
代表论著:        
  47. Zhao, M.; Yuan, K.; Wang, Y.; Li, G.;* Guo, J.; Gu, L.; Hu, W.; Zhao, H.; * Tang, Z.* Metal-Organic Frameworks as Selectivity Regulators for Hydrogenation Reactions. Nature, 2016, 539, 76-80.
  46. Zhao, S.; Wang, Y.; Dong, J.; He, C.-T.; Yin, H.; An, P.; Zhao, K.; Zhang, X.; Gao C.; Zhang, L.; Lv, J.; Wang, J.; Zhang, J.; Khattak, A. M.; Khan, N. A.; Wei, Z.; Zhang, J.; Liu, S.;* Zhao, H.;* Tang, Z.* Coordinative unsaturation engineering on ultrathin bimetal-organic frameworks nanosheets toward high performance electrocatalysts. Nature Energy 2016, 1, 16184.
  45. Gong, J,; Newman, R. S.; Engel, M.; Zhao, M.; Bian, F.; Glotzer, S. C.; * Tang, Z.* Shape-dependent Ordering of Gold nanocrystals into Large-scale Superlattices. Nature Communications, 2016, 7, 14038.
  44. Ding, D.; Wang, D.; Zhao, M.; Lv, J.; Lu, C.*; Tang, Z.* Interface Engineering in Solution-Processed Nanocrystal Thin Films for Improved Thermoelectric Performance Advanced Materials 2016, Accepted.
  43. Gao, C.; Meng, Q.; Zhao, K.; Yin, H.; Wang, D.; Guo, J.; Zhao, S.; Chang, L.; He, M.; Li, Q.; Zhao, H.; Huang, X.; Gao, Y.;* Tang, Z.* Co3O4 Hexagonal Platelets with Controllable Facets Enabling Highly Efficient Visible-Light Photocatalytic Reduction of CO2. Advanced Materials 2016, 28, 6485-6490.
  42. Lu, C.; Tang, Z.* Advanced Inorganic Nanoarchitectures from Oriented Self-Assembly. Advanced Materials 2016, 28, 1096-1108.
  41. Yin, H.; Tang, Z.* Ultrathin Two-Dimensional Layered Metal Hydroxides: an Emerging Platform for Advanced Catalysis, Energy Conversion and Storage. Chemical Society Reviews 2016, 45, 4873-4891.
  40. Li, Y.; Tang, J.; He, L.; Liu, Y.; Liu, Y.;* Chen, C.;* Tang, Z.* Core-Shell Upconversion Nanoparticle@Metal-Organic Framework Nanoprobes for Luminescent/Magnetic Dual-Mode Targeted Imaging. Advanced Materials 2015, 27, 4075-4080.
  39. Yin, H.; Zhao, S.; Zhao, K.; Muqsit, A.; Tang, H.; Chang, L.; Zhao, H.; Gao, Y.; Tang, Z.* Ultrathin Platinum Nanowires Grown on Single-Layered Nickel Hydroxide with High Evolution Activity. Nature Communications, 2015, 6, 6430.  
  38.  Liu, X., He, L.; Zheng, J.; Guo, J.; Bi, F.; Ma, X.; Zhao, K.; Liu Y.;* Song, R.;* Tang, Z.* Solar Light Driven Renewable Butanol Separation by Core-Shell Ag-ZIF-8 Nanowires. Advanced Materials 2015, 27, 3273-3277.   
  37. Tang, H.; Wang, J.; Yin, H.; Zhao, H.; Wang, D.;* Tang, Z.* Growth of Polypyrrole Ultrathin Films on MoS2Monolayers as High-Performance Supercapacitor Electrodes. Advanced Materials 2015, 27, 1117-1123.  
  36. Cheng, Q.;* Jiang, L.; Tang, Z.* Bioinspired Layered Materials with Superior Mechanical Performance. Accounts Chemical Research 2014, 47, 1256-1266.   
  35. Wan, J.; Fang, G.;* Yin, H.; Liu, X.; Liu, D.; Zhao, M.; Ke, W.; Tao, H.; Tang, Z.* Pt-Ni Alloy Nanoparticles as Superior Counter Electrodes for Dye-Sensitized Solar Cells: Experimental and Theoretical Understanding. Advanced Materials 2014, 26, 8101-8106.  
  34. Bian, T.; Shang, L.; Yu, H.; Perez, M. T.; Wu, L.-Z.; Tung, C.-H.; Nie, Z.;* Tang, Z.;* Zhang, T.* Spontaneous Organization of Inorganic Nanoparticles into Nanovesicles Triggered by UV Light. Advanced Materials 2014, 26, 5613-5618. (Inside Back Cover)   
  33. Han, B.; Zhu, Z.; Li, Z.; Zhang, W.; Tang, Z.* Conformation Modulated Optical Activity Enhancement in Chiral Cysteine and Au Nanorod Assemblies. Journal of the American Chemical Society 2014, 136, 16104-16107.  
  32. Zhao, M.; Deng, K.; He, L.; Liu, Y.; Li, G.;* Zhao, H.; Tang, Z.* Core-Shell Palladium Nanoparticle@Metal-Organic Frameworks as Multifunctional Catalysts for Cascade Reactions. Journal of the American Chemical Society 2014, 136, 1738-1741.  
  31. Zhu, Z.; Guo, J.; Liu, W.; Li, Z.; Han, B.; Zhang, W.;* Tang, Z.* Controllable Optical Activity of Gold Nanorod and Chiral Quantum Dot Assemblies. AngewandteChemie International Edition 2013, 52, 13571-13575.  
  30. Yin, H.; Zhao, S.; Wan, J.; Tang, H.; Chang, L.; He, L.; Zhao, H.; Gao, Y.;* Tang, Z.* Three-Dimensional Graphene/Metal Oxide Nanoparticle Hybrids for High-Performance Capacitive Deionization of Saline Water. Advanced Materials 2013, 25, 6270-6276.  
  29. Liu, Y.; Tang, Z.* Multifunctional Nanoparticle@MOF Core-Shell Nanostructures. Advanced Materials 2013, 25, 5819-5825.  
  28.  Liu, W.; Zhu, Z.; Deng, K.; Li, Z.; Zhou, Y.; Qiu, H.; Gao, Y.;* Che, S.;* Tang, Z.* Gold Nanorod@Chiral Mesoporous Silica Core-Shell Nanoparticles with Unique Optical Properties. Journal of the American Chemical Society2013, 135, 9659-9664.  
  27. Wang, X.; Yang, J.; Yin, H.; Song, R.;* Tang, Z.* “Raisin Bun”-Like Nanocomposites of Palladium Clusters and Porphyrin for Superior Formic Acid Oxidation. Advanced Materials 2013, 25, 2728-2732.  
  26. Tang, H.; Yin, H.; Wang, J.; Yang, N.; Wang, D.;* Tang, Z.* Molecular Architecture of Cobalt Porphyrin Multilayers on Reduced Graphene Oxide Sheets for High Performance Oxygen Reduction Reaction. Angewandte Chemie International Edition 2013, 52, 5585-5589.  
  25. He, L.; Liu, Y.; Liu, J.; Xiong, Y.; Zheng, J.; Liu, Y.;* Tang, Z.* Core-Shell Noble-Metal@Metal-Organic-Framework Nanoparticles with Highly Selective Sensing Property. Angewandte Chemie International Edition 2013, 52, 3741-3745.  
  24. Cheng, Q.;* Wu, M.; Li, M.;* Jiang, L.; Tang, Z.* Ultratough Artificial Nacre Based on Conjugated Cross-linked Graphene Oxide. Angewandte Chemie International Edition 2013, 52, 3750-3755. (Inside Back Cover of This Issue)  
  23. Cheng, Q.;* Li, M.; Jiang, L.; Tang, Z.* Bioinspired Layered Composite Based on Flattened Double-Walled Carbon Nanotube. Advanced Materials 2012, 24, 1838-1843. (Cover)  
  22. Li, Z.; Zhu, Z.; Liu, W.; Zhou, Y.; Han, B.; Gao, Y.; Tang, Z.* Reversible Plasmonic Circular Dichroism of Au Nanorod and DNA Assemblies. Journal of the American Chemical Society 2012, 134, 3322-3325.  
  21. Dong, Z.; Lai, X.; Halpert, J. E.; Yang, N.; Yi, L.; Zhai, J.; Wang, D.;* Tang, Z.;* Jiang, L. Accurate Control of Multishelled ZnO Hollow Microspheres for Dye-Sensitized Solar Cells with High Efficiency. Advanced Materials 2012, 24, 1046-1049.  
  20. Wang, J.; Cheng, Q.;* Tang, Z.* Layered Nanocomposites Inspired by Structure and Mechanical Property of Nacre. Chemical Society Review 2012, 41, 1111-1129. (Cover)  
  19. Zhou, Y.; Zhu, Z.; Huang, W.; Liu, W.; Wu, S.; Liu, X.; Zhang, W.;* Tang, Z.* Optical Coupling between Chiral Biomolecules and Semiconductor Nanoparticles: Size-Dependent Circular Dichroism Absorption. Angewandte Chemie International Edition 2011, 50, 11456-11459.  
  18. Li, Z.; Cheng, E.; Huang, W.; Zhang, T.; Yang, Z.; Liu, D.;* Tang, Z.* Improving the Yield of Mono-DNA-Functionalized Gold Nanoparticles through Dual Steric Hindrance. Journal of the American Chemical Society 2011, 133, 15284-15287.  
  17. Xia, Y.; Nguyen, T.; Yang, M.; Lee, B.; Santos, A.; Podsiadlo, P.; Tang, Z.;* Glotzer, S. C.;* Kotov N. A.* Self Assembly of Self-Limiting, Monodisperse Supraparticles from Polydisperse Nanoparticles. Nature Nanotechnology 2011, 6, 580-587.  
  16. Li, Y.; Zhou, Y.; Wang, H.; Perrett, S.; Zhao, Y.;* Tang, Z.;* Nie G.,* Chirality of Glutathione Surface Coating Affects the Toxicity of Quantum Dots. Angewandte Chemie International Edition, 2011, 123, 5982-5986.  
  15. Zhu, Z.; Meng, H.; Liu, W.; Liu, X.; Gong, J.; Qiu, X.; Jiang, L.; Wang D.;* Tang, Z.;* Superstructures and SERS Properties of Gold Nanocrystals with Different Shapes. Angewandte Chemie International Edition, 2011, 50, 1593-1596.  
  14. Li, C.; Deng, K.; Tang, Z.;* Jiang, L. Twisted Metal-Amino Acid Nanobelts: Chirality Transcription from Molecules to Frameworks. Journal of the American Chemical Society, 2010, 132, 8202–8209.  
  13. Zhou,Y.; Yang, M.; Sun, K.; Tang, Z.;* Kotov, N. A.* Similar Topological Origin of Chiral Centers in Organic and Nanoscale Inorganic Structures: Effect of Stabilizer Chirality on Optical Isomerism and Growth of CdTe Nanocrystals.Journal of the American Chemical Society, 2010, 132, 6006-6013.  
  12. Qin, B.; Chen, H.; Liang, H.; Fu, L.; Liu, X.; Qiu, X.; Liu, S.;* Song, R.;* Tang, Z.* Reversible Photoswitchable Fluorescence in Thin Films of Inorganic Nanoparticle and Polyoxometalate Assemblies. Journal of the American Chemical Society, 2010, 132, 2886-2888.  
  11. Niu, W.; Zheng, S.; Wang, D.; Liu, X.; Li, H.; Han, S.; Chen, J.; Tang, Z.;* Xu, G.* Selective Synthesis of Single-Crystalline Rhombic Dodecahedral, Octahedral, and Cubic Gold Nanocrystals. Journal of the American Chemical Society 2009, 131, 697-703.  
  10. Qin, B.; Zhao, Z.; Song, R.;* Shanbhag, S.;* Tang, Z.* A Temperature-Driven Reversible Phase Transfer of 2-(Diethylamino)ethanethiol-Stabilized CdTe Nanoparticles. Angewandte Chemie International Edition 2008, 47, 9875 -9878.  
  9. Han, W.; Yi, L.; Zhao, N.; Tang, A.; Gao, M.;* Tang, Z.* Synthesis and Shape-Tailoring of Copper Sulfide/Indium Sulfide-Based Nanocrystals. Journal of the American Chemical Society 2008, 130, 13152-13161.  
  8. Tang, Z.; Zhang, Z.; Wang, Y.; Glotzer, S. C.;* Kotov, N. A.* Self-Assembly of CdTe Nanocrystals Into Free-Floating Sheets. Science 2006, 314, 274-278.  
  7. Tang, Z.; Wang, Y.; Podsiadlo, P.; Kotov, N. A.* Spontaneous CdTe - Alloy - CdS Transition of Stabilizer-Depleted CdTe Nanoparticles Induced by EDTA. Journal of the American Chemical Society 2006, 128, 7036-7042.  
  6. Tang, Z.; Wang, Y.; Shanbhag, S.; Giersig, M. Kotov, N. A.* Self-Reorganization of CdTe Nanoparticles into Highly Asymmetrical, Angled Te Nanocrystals. Journal of the American Chemical Society 2006, 128, 6730-6736.  
  5. Tang, Z.; Wang, Y.; Sun, K.; Kotov, N. A. Spontaneous Transformation of Stabilizer-Depleted Binary Semiconductor Nanoparticles into Selenium and Tellurium Nanowires. Advanced Materials 2005, 17(3), 358-363 (Cover of this issue).   
  4. Tang, Z.; Kotov, N. A.;* Magonov, S.; Ozturk, B. Nanostructured Artificial Nacre. Nature Materials 2003, 2, 413-418.  
  3. Tang, Z.; Kotov, N. A.;* Giersig, M. Spontaneous Organization of Single CdTe Nanoparticles into Luminescent Nanowires. Science 2002, 297, 237-240.  
  2. Tang, Z.; Wang, Y.; Podsiadlo, P.; Kotov, N. A.* Biomedical Applications of Layer-by-Layer Assembly: From Biomimetics to Tissue Engineering. Advanced Materials Invited Review, 2006, 3203–3224.  
  1. Tang, Z.; Kotov, N. A.* One-Dimensional Assemblies of Nanoparticles: Preparation, Properties, and Promise.Advanced Materials Invited Review, 2005, 17, 951-962.  
承担科研项目情况:
国家863计划,科技部纳米重大计划,中科院“百人计划”,自然基金委项目

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发表于 2018-3-26 17:13:05 | 显示全部楼层
湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室学术报告会
题  目:手性纳米材料的光学活性及其在生物分析中的应用
报告人:唐智勇  教授

时  间:2018年3月30日(下午15:00~ )
地  点:新化工楼B区106报告厅


唐智勇研究员、博士生导师,国家纳米科学中心副主任,基金委创新群体负责人,科技部纳米重大研究计划首席科学家。武汉大学获学士、硕士学位,中国科学院长春应用化学研究所获博士学位,瑞士苏黎世联邦高等工业学院、密歇根大学从事博士后工作,后任职于国家纳米科学中心。主要研究工作为无机纳米材料的组装,光学活性及其在催化中应用。获国家杰出青年科学基金资助、并先后入选新世纪百千万人才工程国家级人选,中国科学院“杰出青年”、第二批国家“万人计划”科技创新领军人才等。
具有光学活性的手性分子因其在材料,化学,物理及生物领域的广泛应用价值而受到了研究人员的广泛关注。与传统的分子手性概念不同,最近出现的纳米尺度的手性将带来许多理论和技术方面的创新。在此报告中,我将汇报本课题组在构建具有独特光学活性的手性无机纳米材料(包括贵金属和半导体)及生物分析应用方面的研究进展,主要包括:(1)手性无机纳米材料的可控合成; (2)手性生物分子与无机纳米粒子的光学耦合; (3)手性纳米材料的光学活性在生物分析和生物治疗方面的应用。这些研究旨在开启了解与调控纳米尺度手性的大门,为其在生物检测和生物医药的应用提供新思路。


                                                                                 衷心欢迎广大师生参加!


                                                                                化学生物传感与计量学国家重点实验室


                                                                                           2018年3月22日


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发表于 2018-5-12 08:56:24 | 显示全部楼层
2018年4月初,研究人员根据全球科学家在Google学术搜索引文数据库中的数据,对h-指数大于100的2610名科学家进行排名,而近日,团队又仅针对纳米科学与纳米技术对1808位相关(已公开谷歌学术信息)的科学家的h-指数(≥20)进行排名。

本次纳米领域的排名中,唐智勇居世界82,h-指数73,被引频次19726。



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发表于 2018-7-24 08:56:54 | 显示全部楼层
唐智勇团队Nature Chem:超快速有机溶剂纳滤膜!
研究亮点:
1.发展了一种刚性的有机溶剂纳滤膜,膜结构稳定,孔径可调。
2.CMP膜对有机溶剂具有优异的耐受性以及超快速的透过性。

CMP膜的制备和性能表征

CMP膜的制备和性能表征
有机溶剂提纯分离,一直以来是工业领域的能耗大户,成本巨大。发展具有截留大分子溶质并同时具有优异溶剂透过性、有机溶剂耐受性的纳滤膜节能技术,是行业普遍诉求!
有鉴于此,国家纳米科学中心唐智勇、李连山团队基于表面触发聚合策略构建了一种刚性的超快速有机溶剂纳滤膜!

研究人员通过C-C偶联反应制备得到了刚性的微孔聚合物膜(CMP),这种膜的骨架由全刚性的交联系统组成,仅含有化学惰性的C-C键和C-H键,从而对有机溶剂具有高度耐受性。
研究表明,支撑于聚丙烯腈基底上的42 nm厚的CMP膜表现出优异的溶质分子截留率,并对包括非极性正己烷和极性甲醇在内的广泛的有机溶剂具有优异的透过性,其中正己烷和甲醇的透过速率分别可达到32和22 l m-2h-1bar-1。
结合理论模拟和实验结果,研究人员认为,CMP膜的优异透过性能得益于高度稳定的刚性网络结构中形成的开放、相互交叉的空隙。

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发表于 2018-7-28 13:50:35 | 显示全部楼层

北科大Small: 金属钴-碳复合材料作为可回收和可逆的磁性光催化剂用于高效减少二氧化碳排放

由于化石燃料的枯竭和日常需求的增加,工业生产和日常生活相关的大量人为二氧化碳的排放导致了全球变暖和环境危机。因此,将二氧化碳转化为增值化学燃料是解决当前和未来能源供应需求的迷人的方法。太阳能驱动的光催化二氧化碳还原成化学燃料被认为是解决能源和环境问题的最佳方法之一。尽管已经报道了许多太阳能活性催化剂用于CO2还原,但是它们中的大多数具有低能量转换效率,不可控制的选择性和不稳定性。非均相半导体催化剂在光催化CO2还原中表现出较差的活性和选择性,因为它们具有宽的能带隙性质,仅允许吸收一小部分太阳光谱。同时,均相分子催化剂还提供了光催化CO2还原的替代策略,因为它们具有更好的光利用效率和对CO2还原的低活化要求。然而,均相催化体系自身存在一些缺点,例如涉及高成本,耗时的合成程序,不稳定和不可重复使用,这严重阻碍了它们在光催化中的实际应用。因此,具有高转换效率和二氧化碳减排选择性的高活性和创新型光催化系统的设计和制造仍然是一个巨大的挑战。

Co74s和PMMCoCC-1200的物相表征

Co74s和PMMCoCC-1200的物相表征

近日,北京科技大学于然波教授联合国家纳米科学中心唐智勇研究员提出了一种基于光敏多孔金属和磁性Co-C复合物的人造光系统来进行CO2还原。 有趣且令人印象深刻的是,金属有机骨架(MOFs)与钌光敏剂相结合的多孔金属磁性Co-C复合材料非常少用于光催化CO2还原。作者推测,通过用表面光敏多孔金属和磁性1200Co-C复合材料(PMMCoCC-1200)代替均匀的钴配合物可以实现突破,该复合材料用于实现表面激发态电子超快速输送,从而使得CO2还原成CO。这是第一次提出回收金属和磁性复合材料与有机分子复合物混合,以实现高效的二氧化碳减排。相关研究成果“Metallic Cobalt–Carbon Composite as Recyclable and Robust Magnetic Photocatalyst for Efficient CO2 Reduction”为题发表在Small上。





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发表于 2018-9-30 07:42:26 | 显示全部楼层
纳米金属有机骨架材料:新兴的催化材料
Nanoscale Metal-Organic Frameworks: Emerging Materials for Catalysis
唐智勇
国家纳米科学中心,北京市海淀区中关村北一条11号
zytang@nanoctr.cn
与传统的无机纳米颗粒不同,纳米金属有机骨架(NMOFs)是一种组成、尺寸和体积可调的有序晶体材料,它提供了一个理想的平台用于调控反应活性位点和理解结构与功能间的构效关系。在此,我们将介绍两个最近涉及NMOFs催化应用的工作。
关键词:金属有机骨架材料;纳米结构;多相催化

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唐智勇AM综述:MOF限域的纳米催化剂!

作为一类多孔晶态材料,MOFs在纳米催化领域可谓出尽风头,MOFs限域纳米催化剂往往表现出比传统负载型催化剂更好的催化选择性和稳定性。唐智勇课题组综述了MOF限域纳米催化的一些关键问题,包括稳定性、光学性能、电化学性能等。然后从合成到应用,阐述了MOFs限域纳米催化剂的最新进展,尤其是关于其在热催化、光催化和电催化领域的催化性能的调控。最后,作者总结了MOF限域纳米催化的优势、挑战和未来发展方向。

MOF限域的纳米催化剂

MOF限域的纳米催化剂
Li G, Zhao S, Zhang Y, et al. Metal-Organic Frameworks Encapsulating Active Nanoparticles as Emerging Composites for Catalysis: Recent Progress and Perspectives[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201800702
https://doi.org/10.1002/adma.201800702

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国家纳米中心唐智勇Adv. Mater. 综述:磁圆二色谱在纳米材料领域的应用:深入理解和调控激子和等离激元共振的新机遇



圆二色 (CD)是左旋圆偏振(LCP)光和右旋圆偏振(RCP)光的吸收之差,由于来源不同,可以分为天然CD信号和磁性CD信号。天然CD来源于具有手性或螺旋空间分布的电荷对LCP和RCP光的吸收差异。这是一种罕见的光学现象,来源于没有镜面或对称中心的物质。由于对绝对构型的高度敏感性,天然CD被广泛用于研究手性分子和纳米材料的构象变化。相反,MCD产生于磁场诱导的电子结构Zeeman相互作用。它是物质在纵向磁场(与光传播方向平行)下的普遍特性。

稀磁半导体Zeeman分裂的产生机理

稀磁半导体Zeeman分裂的产生机理

MCD技术可以追溯到1845年法拉第效应(也称为磁旋光,MOR)的发现。在纵向磁场下,MOR效应表示物质对LCP光和RCP光的折射率差异。MCD响应是法拉第效应在电子吸收区的表现。与MOR相比,MCD已经成为研究电子跃迁的主要技术,因为它消除了光谱仪器光学元件中双折射缺陷的干扰。令人印象深刻的是,MCD展示了揭示电子态对称性和简并性信息的优势,这是普通吸收光谱无法实现的。自20世纪60年代初以来,MCD已经广泛应用于分子体系,尤其在分析重要生物分子如金属蛋白和卟啉衍生物方面具有不可替代的作用。一方面,通过检测电子态的简并状态的扰动,MCD可以探测血红素中铁原子的轴向配位、自旋和氧化态等的结构变化。另一方面,MCD为监测合成卟啉和酞菁的功能化修饰提供了有效工具,因为修饰造成的结构改变通过调控可以电子跃迁产生MCD活性的变化。伴随着广泛的实验观测,深入的理论计算研究为理解分子水平的MCD效应建立了坚实的基础。

尽管在分子水平上,MCD研究取得了巨大进展和丰硕成果,但MCD在纳米体系中的应用仍处于初级阶段。纳米合成技术和纳米制造策略的蓬勃发展为MCD的应用提供了新机遇。得益于独特的光学特性,半导体和贵金属纳米材料在自旋电子学、太阳能电池器件、发光二极管和生物成像/传感等领域有着广阔的应用前景,是极具代表性的纳米光学材料。特别是,半导体独特的量子限域效应和贵金属纳米结构的局域表面等离激元共振(SPR)使其显示出强烈的光学吸收效应。通过成分调整或结构设计,可以实现这种量子化吸收特性在紫外可见(UV-vis)范围内的可控调节。自20世纪90年代初以来,MCD提供了深入理解激子跃迁和等离激元共振的结构和电子态信息的有效工具。在掺杂半导体纳米晶体体系,MCD技术能够直接测量Zeeman分裂的增强效应;对于贵金属纳米结构,MCD技术揭示了局域SPR的对称性起源,以上为调控磁光效应奠定了基础。然而,需要指出的是,尽管MCD具有重要的应用价值,由于缺乏及时的总结,目前研究人员对于MCD技术在纳米体系中的应用仍缺乏广泛的认知和理解。


磁性圆二色谱( MCD )在揭示材料电子态信息方面具有独特优势,为探索纳米光学材料的结构和磁光特性之间的关系提供了新的机会。近日,国家纳米中心的唐智勇教授在Advanced Materials上发表文章,题为“Magnetic Circular Dichroism in Nanomaterials: New Opportunity in Understanding and Modulation of Excitonic and Plasmonic Resonances”。本文综述了MCD技术在半导体和贵金属纳米材料中应用的代表性研究。MCD在阐明半导体纳米晶体中的激子跃迁、贵金属纳米团簇中的电子跃迁以及贵金属纳米结构中的等离激元共振的结构信息方面具有不可取代的作用。凭借这些优势,MCD技术在评估具有不同化学成分、几何形状、组装构象和耦合效应的纳米材料的激子和等离激元光学活性的磁调制方面显示出无可匹敌的能力。了解利用MCD技术调控纳米尺度磁光效应的关键因素将极大地促进半导体和贵金属纳米材料在传感、自旋电子学、纳米光子学等领域的应用。

综上所述,MCD仍将是研究纳米光学材料不可忽视的专业光谱学方法。可预见的研究工作在于以下几个方面: 1) 一方面,MCD将能够分别研究各向异性半导体和贵金属纳米结构中电子跃迁和SPR的结构演化;另一方面,MCD可以揭示具有复杂结构的半导体和贵金属纳米材料中能带结构和多极SPR模式的对称本质。因此,MCD技术有望实现对于具有多级次结构的半导体和贵金属组装体系中激子或等离激元的耦合作用的探究。2) 研究人员对于具有多功能化磁光效应的多组分纳米材料的关注日益提升,为MCD探索单个组分之间的协同作用提供了机会。例如,制造磁性半导体或磁性贵金属异质结构将为获得增强的磁光响应铺平道路。3) 由于纳米材料中明显改善的符号强度,MCD很可能拥有巨大的潜力来监测化学界面反应或生物过程中磁性光学活性位点的动态变化。4) 除了“检测”作用之外,MCD技术还作为一种新的光学调制方法,为设计在传感、自旋电子学和纳米光子学领域具有潜在应用价值的先进磁光纳米材料提供新思路。然而,进一步的发展需要在纳米尺度上对MCD进行深入的理论理解。

文献链接:Magnetic Circular Dichroism in Nanomaterials: New Opportunity in Understanding and Modulation of Excitonic and Plasmonic Resonances, (Advanced Materials, 2018, DOI: 10.1002/adma.201801491)



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发表于 2018-11-29 09:06:35 | 显示全部楼层
  2018年11月27日,发展中国家科学院(TWAS)第28届院士大会在意大利开幕。来自20个国家和地区的46位学者新当选TWAS院士,中国科学院院士、国家纳米科学中心赵宇亮研究员及其他13位中国大陆科学家成功当选。4位大陆科学家获得2019年TWAS学科奖,国家纳米科学中心唐智勇研究员获得2019 TWAS化学奖


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发表于 2018-12-19 09:01:39 | 显示全部楼层

Small Methods: 水溶液体系中异相催化剂电催化还原CO2——现状及展望



化石燃料的过度开采和消耗导致的过量CO2排放严重阻碍了人类社会的可持续发展。为此,如何利用清洁能源将CO2高效地转化成附加值高的化学品甚至燃料成为了重要的研究课题。其中,通过异相催化剂在水溶液体系中电催化还原CO2得到有用化学品的领域受到了广泛的关注。

异相催化剂电催化

异相催化剂电催化

近日,哈尔滨工业大学的刘绍琴教授和国家纳米科学中心的唐智勇研究员受邀在Small Methods发表综述论文:Electrochemical Reduction of CO2 over Heterogeneous Catalysts in Aqueous Solution: Recent Progress and Perspectives。作者首先以常见重要产物为线索,总结了领域内对CO2电还原机理的认识进展;同时,针对不同产物,归纳了近年高选择性催化剂的案例。此外,为梳理领域发展的脉络,作者对近年领域内具有研究范式的代表性工作进行了分类讨论,并为领域的发展提出了独特的见解。

这篇综述论文全面概括了异相催化剂在水溶液中电催化还原CO2到高附加值化学品的领域的前沿发展,对了解领域的发展现状具有重要的指导意义。相关文章在线发表在Small methods (DOI: 10.1002/smtd.201800369)。


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发表于 2018-12-25 13:15:26 | 显示全部楼层
唐智勇AM综述:有机液体中的膜分离的研究进展
膜技术是水系中常规和商业应用中最有前途的分离和纯化技术之一,而传统聚合物膜在有机溶剂中的稳定性差,严重制约了其在有机溶剂中的应用。唐智勇等人概述了分离有机混合物的新技术,分离方法以及新开发的膜材料的最新进展,例如,交联聚合物,COF,MOF,共轭微孔聚合物,碳分子筛和石墨烯的新兴材料。

有机液体中的膜分离

有机液体中的膜分离

Liang B, He X, Hou J, et al. Membrane Separationin Organic Liquid: Technologies, Achievements, and Opportunities[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201806090
https://doi.org/10.1002/adma.201806090

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发表于 2019-1-8 14:08:38 | 显示全部楼层
        2018年度国家自然科学奖二等奖
Z-103-2-04  自组装纳米结构的构建及功能化
唐智勇(国家纳米科学中心),
刘绍琴(哈尔滨工业大学),
宋 锐(中国科学院大学),
夏云生(国家纳米科学中心)
“自组装纳米结构的构建及功能化”项目,主要完成人:唐智勇(国家纳米科学中心)、刘绍琴(哈尔滨工业大学)、宋锐(中国科学院大学)、夏云生(国家纳米科学中心)。该项目针对纳米自组装领域中面临的关键科学问题和重大挑战,从组装基元的设计入手,通过调控基元间的各种强弱相互作用,实现了特定功能纳米粒子组装体的可控制备,发展了自组装构筑复杂纳米结构的理论,揭示了组装基元间的物质转移和能量传输规律,为实现纳米粒子自组装体的构建、性能优化、功能调控及实际应用提供了理论基础。该项目属于物理化学研究领域。发展了形貌、尺寸及表面性质高度可控的纳米粒子合成方法学,实现了不同形貌、尺寸均一纳米粒子的制备及其自组装结构的可控构筑,扩展了传统晶体生长理论,阐明了手性纳米组装基元的结构起源;提出了通过揭示无机纳米粒子的自限制组装机理来认识生物大分子自组装行为的研究思路,并构建了具有可逆光学活性的动态自组装体系,极大推动了纳米组装方法学及组装理论的发展;通过将不同组装基元可控集成控制其能量转移和物质传输,实现了不同类型二元纳米粒子组装体的构建及对其光学性质的调控。在组装基元的设计,组装理论的建立和组装体光学性质的调控等多项研究成果被国际同行评价为开创性工作,对基础研究具有重大意义。


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发表于 2019-5-10 09:05:29 | 显示全部楼层
报告题目:纳米超粒子在催化中的应用
报告人:唐智勇 国家纳米科学中心
报告时间:5月10日16:30
报告地点:武汉大学创隆厅


报告摘要:
纳米超粒子是指两个以上的纳米粒子,通过非共价相互作用自限制组装而形成的超结构。纳米超粒子具有形貌、尺寸和结构可控的特征,并表现出独特的光电磁和催化性质。报告人将结合过去几年课题组的研究工作,讨论如何选择功能基元的种类、调控纳米基元在超粒子中的空间分布、以及纳米基元间的电子偶合实现高效的光、热和电催化。


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