中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术实验室万立骏

jiujia

      万立骏，男，1957年出生。1982年1月本科毕业于大连理工大学，1996年3月在日本东北大学获博士学位，曾任日本科学技术振兴事业团研究员、日本东北大学及北海道大学的助理教授及访问教授等。1998年入选中国科学院"百人计划"到中国科学院化学研究所工作。2000年获得国家杰出青年基金支持。2004年2月至2013年1月曾担任中国科学院化学研究所所长，中国科学院分子科学中心主任。2012年11月14日，当选为中共第十八届中央候补委员。现任中国科学院化学研究所研究员, 博士生导师,中国科学院院士,第三世界科学院院士，中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室主任,中国科学院化学研究所学术委员会主任，中国科学院大学化学化工学院院长，北京分子科学国家实验室(筹)主任。 中国科学院院士，发展中国家科学院院士
中国科学院化学研究所研究员,博士生导师
　　“百人计划”入选者，“杰出青年”获得者
　　Tel/Fax: 62558934，Email: wanlijun@iccas.ac.cn　
个人履历 　
　　1957年7月出生于辽宁省新金县。
　　1982 年1月本科毕业于大连理工大学。
　　1987年6月于大连理工大学获硕士学位。
　　1996年3月在日本东北大学获博士学位。
　　1998年入选中国科学院“百人计划”到中国科学院化学研究所工作。
　　2004年2月至2013年1月曾担任中国科学院化学研究所所长，中国科学院分子科学中心主任。
　　2012年11月14日，当选为中共第十八届中央候补委员。
　　现任中国科学院化学研究所研究员, 博士生导师, 中国科学院院士,第三世界科学院院士，中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室主任,中国科学院化学研究所学术委员会主任，中国科学院大学化学化工学院院长，北京分子科学国家实验室(筹)主任。
学术成绩及所获奖项
　　主要从事扫描探针显微学、电化学和纳米材料科学的研究。发展了化学环境下的扫描探针技术，在表面分子吸附和组装规律、纳米图案化、表面手性研究等方面取得系列成果。致力于能源转化和存储器件的表界面化学、电极材料制备方法学和材料结构性能的研究，设计制备了系列高性能纳米金属材料、金属氧化物材料和锂离子电池正负极材料等，并应用于能源和水处理领域。在包括Nature Comm., Acc. Chem. Res.，PNAS， Angew. Chem.，JACS等学术刊物发表学术论文300余篇，科学出版社出版专著“电化学扫描隧道显微术及其应用”。获得过国家自然科学基金委员会“杰出青年基金”资助。应邀担任中国科学化学卷主编，Acc. Chem. Res., JACS, Adv. Mater., Chem. Mater., ChemComm., PCCP,NANO，物理化学学报，化学进展，高等学校化学学报等10余种学术期刊的编委或顾问编委。受聘大连理工大学、北京大学、日本东北大学、东京大学等大学兼职教授和访问教授。曾获第三世界科学院化学奖，国家自然科学奖二等奖，北京市科学技术一等奖，中国分析测试协会科学技术一等奖以及中国化学会-巴斯夫青年知识创新奖等奖项。获得中央国家机关五一劳动奖章，全国先进工作者等荣誉称号。被选为英国皇家化学会“Fellow”，中国电化学委员会主任，中国化学会副理事长，环太平洋国际化学大会国家代表，SPM系列国际会议组委会委员等。
　　2000年，国家杰出青年基金
　　2002年，被评为中国科学院“百人计划”优秀入选者
　　2001-2002年，中国化学会-德国BASF巴斯夫青年知识创新奖
　　2003，2004，2006，2007，2013年，中国分析测试协会CAIA奖一或二等奖
　　2005年，北京市科学技术一等奖（第一获奖人）
　　2007年，国家自然科学二等奖（第一获奖人）
　　2009年，发展中国家科学院（TWAS）化学奖等
　　2009年，中央国家机关五一劳动奖章
　　2010年，全国先进工作者
　　2013年，荣获“中国侨界杰出人物”荣誉称号
　　2014年，荣获首届华侨华人“京华奖”荣誉称号
　　2014年，何梁何利“科学与技术进步奖”
研究方向
　　表界面科学；　　
　　电化学；
　　纳米材料；
　　扫描探针技术。
　　
      中国科学院院士，发展中国家科学院院士
　　中国科学院化学研究所研究员,博士生导师
　　Tel/Fax: 62558934，Email: wanlijun@iccas.ac.cn   

　　

renshengduo

文锐/万立骏JACS: 锂硫电池中的界面机制研究

研究亮点：

1. 发现了电解质中的锂盐影响锂硫电池充/放电过程中沉积/分解硫化物的结构和形貌。

2. 理解了锂硫反应的界面动力学，揭示了纳米级盐介导的机制，为锂硫电池界面的优化设计提供了新的视角。

锂硫电池由于具有高比容量和低成本等优势，在储能领域有巨大的应用潜力。问题在于，多硫化物中间体的溶解造成穿梭效应，导致高的界面电阻和循环性能衰退。深入研究界面中多硫化物的形成和转化，对锂硫电池的发展至关重要。

锂盐中的阴离子对电解质中的离子-溶剂相互作用和正极-电解质界面上的多硫化物溶解有着关键影响。然而，目前很少有研究锂盐对正极界面硫化物转化的影响。虽然电解质的设计成为Li-S电池进一步发展的共识，但在正极-电解质界面处，硫化物的实时动态转化仍然是未知的。因此，在时间和空间四维角度下，通过实时监测界面中锂盐对硫化物在电化学环境下的形态、结构和动力学的影响，是非常有意义的。

有鉴于此，中科院化学所文锐和万立骏团队通过对工作电池内部的实时AFM监测，直接观察到锂盐对硫化物界面演变和动态转变的影响。

hanshuang

层状氧化物正极材料进展

万立骏等在三元正极 （NCM622）表面包覆了纳米的LATP电解质。由于正极和电解质界面的变化，改进后的正极具有更小的极化和更优良的动力学性能。AFM的电势成像证实，性能的改善是由于电解质弱化了空间电荷层，使得电势下降趋于平缓，从而减少了副反应。

Liang J Y, Zeng X X,Zhang X D, et al. Mitigating Interfacial Potential Drop of Cathode-Solid Electrolyte via Ionic Conductor Layer to Enhance Interface Dynamics for Solid Batteries[J]. Journal of the American Chemical Society,2018.

tianliangla

JACS:溴化物中间体用于锂金属电池3D集流体上锂均匀成核

通常采用增加沉积面积降低电流密度来调节Li+沉积，但大多数情况尤其是高电流密度下，3D集电器上Li成核通常不能充分利用电活性表面。鉴于此，郭玉国、江浪和万立骏团队通过CuBr和Br掺杂的类石墨烯薄膜产生的两步协同过程实现了导电骨架中Li的均匀成核。一步是由掺杂Br的类石墨烯薄膜驱动，该薄膜与Cu泡沫很好地结合，以调节均匀的Li+通量和成核。另外，在均匀成核的基础上，通过CuBr进一步调节核的形态，CuBr与Li反应并产生LiBr（具有低Li扩散势垒），调节Li在煎饼状种子均匀成核然后生长为颗粒状Li金属。因此，即使在非常高的电流密度下，成核过电位也显著降低，有效地抑制了锂枝晶的生长。改性后的Cu泡沫（BGCF）负极具有小的成核过电位，高可逆性的Li电镀/剥离，当匹配实际质量负载的LiFePO4正极（高达20.5 mg cm-2）时，Li-BGCF全电池表现出优异的循环性能。

Hui Duan, Jing Zhang, Xiang Chen, Xu-DongZhang, Jin-Yi Li, Lin-Bo Huang, Xing Zhang, Ji-Lei Shi, Ya-Xia Yin, QiangZhang, Yu-Guo Guo, Lang Jiang, Li-Jun Wan, Uniform Nucleation of Lithium in 3D Current Collectors via Bromide Intermediates for Stable Cycling Lithium MetalBatteries[J], J. Am. Chem. Soc., 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b10488

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10488

xiangyang

中科院化学所万立骏、王栋团队采用电化学扫描隧道显微镜(ECSTM)研究了四苯基卟啉钴（II）(CoTPP)OER过程。作者在Au(111)电极上形成有序自组装的CoTPP单层膜。循环伏安实验结果表明，随着电解质碱度的增加，电极的OER活性增强。在STM图像中，CoTPP分子在碱性溶液中呈现为两个对称的亮点，与酸性溶液形成鲜明对比。该分子轮廓的变化归因于OER之前CoTPP-OH-物种的形成，紫外-可见吸收光谱进一步证实了这一点。作者进一步利用原位ECSTM揭示了OER过程中CoTPP-OH-分子向CoTPP分子的变化过程。

Xiang Wang, Zhen-Feng Cai, Dong Wang*, andLi-Jun Wan*. Molecular Evidence for theCatalytic Process of Cobalt-Porphyrin Catalyzed Oxygen Evolution Reaction inAlkaline Solution.  Journal of the American Chemical Society,2019.

DOI: 10.1021/jacs.9b01229

https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b01229

huachuan

中国科学院化学研究所郭玉国/万立骏/辛森在Angew上发表文章“Building an Air Stable and Lithium Deposition Regulable Garnet Interface from Moderate-Temperature Conversion Chemistry”，来解决石榴石电解质上的污染物问题。作者换了一个思路，与其将这些污染物除去，不如将其转化，在中等温度下（<180℃），将LLZTO电解质与NH4F进行反应，表面的LiOH和Li2CO3会与NH4F反应生成LiF，这样既增加了稳定性，又能防止枝晶产生。

dasaochu

中科院化学研究所万立骏院士、王栋研究员等在国际知名期刊Angew. Chem.上发表题为“In-situ Scanning Tunneling Microscopy of Cobalt Phthalocyanine Catalyzed CO2 Reduction Reaction”的论文。Xiang Wang为本文第一作者。研究人员在Au（111）上制备有序的CoPc涂层。在被CO2吹扫的电解质环境中，约有14％的吸附物质呈现出高对比度。ECSTM实验结果表明，高对比度物质的比例与CoIIPc的降低有关（-0.2 V vs.SCE）。

Xiang Wang, et al, In-situ Scanning Tunneling Microscopy of Cobalt Phthalocyanine Catalyzed CO2 Reduction Reaction, Angew. Chem. Int. Ed.
DOI：10.1002/anie.202005242
https://doi.org/10.1002/anie.202005242

fengli

　　2021年1月15日，中国科学院2021年度工作会议在北京召开，会上表彰了2020年中国科学院先进集体和先进工作者，共授予14个集体“中国科学院先进集体”称号、20名个人“中国科学院先进工作者”称号。
　　化学所分子纳米结构与纳米技术实验室荣获“中国科学院先进集体”称号。
　　分子纳米结构与纳米技术实验室前身是由白春礼院士于1987年建立的STM实验室，1994年发展成为中国科学院纳米科学与技术青年实验室，2001年晋升为中国科学院重点实验室。实验室自成立以来，先后主持研制成功了我国第一台计算机控制的原子力显微镜和低温扫描隧道显微镜等纳米检测表征设备，并利用其研究了多种分子组装体系，是国际上最早从事纳米科学研究的团队之一。研究团队现有中科院院士2名、国家杰出青年科学基金获得者8名、国家优秀青年科学基金获得者4名，建成一支结构合理、学科交叉性强、思想活跃、敢于创新的研究队伍。
　　近年来，实验室在万立骏院士的带领下着重研究分子纳米结构的构筑规律和物理化学特性，发展了多种基于SPM的纳米检测技术，在此基础上探索分子纳米结构和纳米材料的可控构筑及应用研究。研究成果先后获得国家自然科学二等奖、国家科技进步二等奖等省部级以上奖励10余项，近三年来发表SCI收录论文300余篇，申请发明专利120多项。多项研究成果如高效能锂离子电池电极材料、饮用水污染清除材料、富勒烯抗癌药物等正走向产业化。