中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室董绍俊

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董绍俊，发展中国家科学院院士，中国科学院长春应用化学研究所研究员。研究方向涉及功能界面电化学、光谱电化学生物电化学和传感器领域。迄今共发表SCI收录论文1000余篇，总引57000多次，H-指数115。迄今连续5次15年荣获全球高被引科学家。荣获国家自然科学奖3项、院省部级成果奖11项，国际奖1项。在全国第十八届电化学大会上获中国电化学成就奖。曾被评为“全国优秀博士学位论文指导教师”以及“中科院优秀研究生导师”。 第三世界科学院院士
房间号：无机分析楼203
电话：0431-85262101
传真：
E-mail:dongsj@ciac.jl.cn
教育和工作经历
1952年9月 毕业于北京辅仁大学化学系, 分配至中国科学院
1952年9-12月, 中国科学院沈阳检验所, 筹建工作
1952年12月末, 分配至中国科学院长春应用化学研究所
1952年-1959年, 研究实习员
1960年-1977年, 助理研究员
1978年-1985年, 副研究员(1984年-1991年任电分析化学研究室(28室)主任
1986年- 研究员, 博士生导师
1989年-1998, 中国科学院长春应用化学研究所电分析化学开放研究实验室主任，
1999年后任学委会副主任；
1999年 当选第三世界科学院院士
2002年任电分析化学国家重点实验室学委会顾问
1981年10-11月 日本东北大学, 访问学者
1982年9月-1984年1月 美国俄亥俄州立大学, 访问学者
1986年9-12月 美国堪萨斯大学, 客座教授
1986年8月 西德马普学会(所属七个研究所) 、 西门子公司, 访问讲学
1988年9-10月 意大利、英国、法国、瑞士、苏联的有关大学、 研究所, 访问讲学
1989年11月-1990年2月 美国堪萨斯大学, 客座教授
1991年4-5月 法国第戎大学, 客座教授
1993年8-9月 法国第戎大学, 客座教授
1994年9-10月 法国第戎大学, 客座教授
1994年10月 法国、德国、捷克、斯洛伐克的有关大学、研究所, 访问讲学.
1995年3-5月 日本的有关大学、研究所, 访问讲学
1996年3月 美国的有关大学、 GE公司, 访问讲学
1996年7月 韩国的有关大学、研究中心(KAIST, KRIST), 访问讲学
1996年12月 香港的有关大学、访问讲学
1997年3月 台湾的有关大学、研究所, 访问讲学
1997年5月 日本的有关大学、研究所, 访问讲学
1998年12月 香港、台湾的有关大学、研究所，访问讲学
2000年7月 法国、比利时、芬兰、瑞典、德国、奥地利的大学、研究所，访问讲学
2001年2月 韩国的有关大学、研究院，访问讲学
2001年8月 日本山梨大学,客座教授；日本东京工业大学，访问讲学
2001年11月-12月 日本的有关大学，访问讲学
2002年10月 美国的堪萨斯大学，访问讲学
2003年1月 伊朗的科技部科研院（德黑兰），访问讲学
2004年7月 澳大利亚Griffith大学，访问讲学
2005年3月 美国的有关大学、国家实验室，访问讲学
2005年5月 澳大利亚的 Woolongone 大学、Monash 大学，访问讲学
2007年11月 意大利Trieste 理论物理研究所，访问
2008年6月 捷克布拉格 J.Heyrovsky 物理化学研究所，访问
2009年12月 波兰华沙大学，访问讲学
2010年10月 法国波尔多大学、丹麦技术大学（DTU）,访问讲学
学术兼职
2005年-2011年，《Chem. Comm.》ADVISORY BOARD
2003年-至今，《分析化学》顾问
1994年-2011年，《电化学》编委
1993年-至今，《分析科学学报》顾问
2004年-至今，《应用化学》顾问
1991年-至今，《化学传感器》中国化学会专业委员会,顾问
1996年-至今，河南大学兼职教授
2001年-至今，华东理工大学兼职教授
2010年-至今，中南大学，名誉教授
2009年-至今，发光与实时分析教育部重点实验室（西南大学），第一届学术委员会副主任
2010年-2014年，电分析化学国家重点实验室第三届学术委员会，顾问
主要荣誉
曾3次获国家自然科学奖 （1988年三等奖，2007年二等奖，2009年二等奖），并在1977年至2009年间10次获得中国科学院及吉林省自然科学和科技进步奖；2003年获16届国际 Khwarizmi 科学奖一等奖。
研究资助
国家973，863的重大、重点项目;国家自然科学基金、国际合作
国际合作
1988年起先后与美国 T. M. Cotton 教授（Iowa大学）；美国 W. R. Heineman 教授（Cincinnati大学）；法国 R. Guilard 教授（Dijon大学）；美国 T. Kuwana 教授（Kansas大学）；德国 W. Gopel 教授（Türbingen大学）；德国 K. Cammann 教授（Münster大学）；瑞士 U. E. Spichiger-Keller 教授（ETH Zurich）；瑞典Lo Gorton 教授（Lund大学）；日本 M. Watanabe 教授（Yamanashi大学）；芬兰 A. Ivaska教授（Abo学院大学）；法国 S. Cosnier 教授（Joseph Fourier Grenoble大学）；澳大利亚Zhao Huijun教授 (Griffith大学) 以及意大利 M.Mascini 教授 (Firenza大学)等实验室合作研究。与香港地区的合作研究有：R. Renneberg 教授（香港科技大学）；K. Y. Wong 教授（香港理工大学）；Martin M. F. Choi 博士（香港浸会大学）等
研究方向
电化学及相关交叉学科领域如化学修饰电极，生物电化学及生物传感器，适配子及DNA；光谱电化学；微电极；纳米电化学等
代表性研究成果介绍
1.石墨烯，一个新型的二维纳米材料（2010年诺贝尔物理学奖），展现了独特的光学、电子、磁学、热学和机械属性并因此在不同的技术领域展现了重要的应用前景。由于其廉价、大规模以及高质量的可控合成，而且基于石墨烯的纳米材料的性能可以比拟甚至优于碳纳米管，因此在过去几年中，研究石墨烯的物理、化学、材料、生物和相关的交叉学科也处于全盛时期。在这篇综述中，我们主要从化学和材料的角度重点阐述了石墨烯近年来在合成、分子工程、薄膜、杂化材料、能源以及分析应用所取得的进展。同时我们也提出未来石墨烯纳米材料发展所面临的挑战和机遇，最后对其发展趋势作了展望。(Chem. Soc. Rev., 2011, 40, 2644-2672)
有关石墨烯纳米材料的重要研究应用领域示意
2.将生物体与电子基本单元相结合制备生物电子器件，不仅具有重要的科学意义，而且应用潜力巨大。科学家们已制备了用于分析的生物传感器，组装了生物燃料电池和基于生物分子的仪器，发展了用于信息处理的生物计算体系。本文中评述了，我们近年来在生物电化学界面工程领域构筑一些重要生物电子器件（电化学生物传感器、生物燃料电池以及自供电逻辑生物传感器）的工作及进展。生物电化学界面工程为设计和构筑电化学传感器、生物燃料电池和自供电逻辑生物传感器提供了简单有效的途径，这将为具有创造性和可实际应用的生物电子器件的发展提供重要基础，同时进一步引起对新颖界面工程应用的探索以及创新构筑理念或方法的重视。(Acc. Chem. Res., 2011, 44, 1232–1243)
基于生物分子组装生物燃料电池的工作原理示
主要代表性论文
1.Target-Induced Conjunction of Split Aptamer as New Chiral Selector for Oligopeptide on Graphene-Mesoporous Silica-Gold NP Hybrids Modified Sensing Platform.
Yan Du, Shaojun Guo, Haixia Qin, Shaojun Dong and Erkang Wang
Chemical Communications, DOI: 10.1039/c1cc15303j（IF：5.787）
2.Graphene nanosheet: synthesis, molecular engineering, thin film, hybrids, and energy and analytical applications
Shaojun Guo, Shaojun Dong
Chemical Society Reviews, 40, 2644-2672. （IF：26.583）
3.Bioelectrochemical Interface Engineering: Toward the Fabrication of Electrochemical Biosensors, Biofuel Cells, and Self-Powered Logic Biosensors.
Ming Zhou and Shaojun Dong
Acc. Chem. Res., 44, 1232-1243. （IF：21.840）
4.Hemin-Graphene Hybrid Nanosheets with Intrinsic Peroxidase-like Activity for Label-free Colorimetric Detection of Single-Nucleotide Polymorphism.
Yujing Guo, Liu Deng, Jing Li, Shaojun Guo, Erkang Wang, Shaojun Dong
ACS Nano, 5, 1282-1290. （IF：9.855）
5.Reversibly Electroswitched Quantum Dot Luminescence in Aqueous Solution
Lihua Jin, Youxing Fang, Dan Wen, Li Wang, Erkang Wang, and Shaojun Dong
ACS Nano, 5, 5249-5253. （IF：9.855）
6.Superparamagnetic Plasmonic Nanohybrids: Shape-Controlled Synthesis, TEM-Induced Structure Evolution and Efficient Sunlight-Driven Inactivation of Bacteria.
Yueming Zhai, Lei Han, Ping Wang, Gaiping Li, Wen Ren, Ling Liu, Erkang Wang, Shaojun Dong
ACS Nano, 5(11), 8562-8570（IF：9.855）
7.A Single-walled Carbon Nanohorns-based Miniature Glucose/air Biofuel Cell Harvesting Energy from Soft Drinks.
Dan Wen, Xiaolong Xu, Shaojun Dong
Energy & Environmental Science, 4, 1358–1363. （IF：9.446）
8.An Integrated Sensing System for Detection of DNA Using New Parallel-Motif DNA Triplex System and Graphene-Mesoporous Silica-Gold Nanoparticle Hybrids.
Yan Du, Shaojun Guo, Shaojun Dong and Erkang Wang
Biomaterials, 32, 8584-8592. （IF：7.882）
9.Solid-State Label-Free Integrated Aptasensor Based on Graphene-Mesoporous Silica-Gold Nanoparticle Hybrids and Silver Microspheres
Shaojun Guo, Yan Du, Xuan Yang, Shaojun Dong and Erkang Wang
Analytical Chemistry, 83, 8035-8040. （IF：5.874）
10.Self-powered Sensor for Trace Hg2+ detection.
Dan Wen, Liu Deng, Shaojun Guo, Shaojun Dong
Analytical Chemistry, 83, 3968-3972. （IF：5.874）
11.Microfluidic Electrochemical Aptameric Assay Integrated On-Chip: A Potentially Convenient Sensing Platform for the Amplified and Multiplex Analysis of Small Molecules.
Yan Du, Chaogui Chen, Ming Zhou, Shaojun Dong, Erkang Wang
Analytical Chemistry, 83, 1523-1529. （IF：5.874）
12.Double Strand DNA-Templated Formation of Copper Nanoparticles as Fluorescent Probe for Label-Free Aptamer Sensor
Zhixue Zhou, Yan Du, Shaojun Dong
Analytical Chemistry, 83, 5122-5127. （IF：5.874）
13.Label-free, regenerative and sensitive surface plasmon resonance and electrochemical aptasensors based on grapheme.
Li Wang, Chengzhou Zhu, Lei Han, Lihua Jin, Ming Zhou, Shaojun Dong
Chemical Communications, 47, 7794-7796（IF：5.787）
14.Dual-Functional Au-Fe3O4 Dumbbell Nanoparticles for Sensitive and Selective Turn-on Fluorescent Detection of Cyanide Based on the Inner Filter Effect.
Yueming Zhai, Lihua Jin, Ping Wang, Shaojun Dong
Chemical Communications, 47, 8268-8270. （IF：5.787）
15.Fluorescent silver nanoclusters in hybridized DNA duplexes for the turn-on detection of Hg2+ ions.
Liu Deng, Zhixue Zhou, Jing Li, Tao Li, Shaojun Dong
Chemical Communications, 47, 11065-11067. （IF：5.787）
16.DNA-Ag Nanoclusters as Fluorescence Probe for Turn-On Aptamer sensor of Small Molecules
Zhixue Zhou, Yan Du, Shaojun Dong
Biosensors and Bioelectronics, 28, 33-37. （IF：5.361）
17.Electrochemical Sensor Based on Ionic Liquid-Graphene Hybrid Nanosheets for Ultratrace Detection of Trinitrotoluene.
Shaojun Guo, Dan Wen, Yueming Zhai, Shaojun Dong, Erkang Wang
Biosensors and Bioelectronics, 26, 3475–3481. （IF：5.361）
18.Biomolecule-stabilized Au nanoclusters as a fluorescence probe for sensitive detection of glucose.
Lihua Jin, Li Shang, Shaojun Guo, Youxing Fang, Dan Wen, Li Wang, Jianyuan Yin, Shaojun Dong
Biosensors and Bioelectronics, 26, 1965–1969. （IF：5.361）
19.Immobilized multi-species based biosensor for rapid biochemical oxygen demand measurement.
Changyu Liu, Chao Ma, Dengbin Yu, Jianbo Jia, Ling Liu, Bailin Zhang, Shaojun Dong
Biosensors and Bioelectronics, 26(5), 2074-2079. （IF：5.361）
20.One-pot synthesis of functional two-dimensional graphene/SnO2 composite nanosheets as building block for self-assembly and enhancing nanomaterial for biosensing.
Chengzhou Zhu, Youxing Fang, Dan Wen, Shaojun Dong
Journal of Materials Chemistry, 21, 16911-16917. （IF：5.099）
21.Metal nanomaterials-based self-assembly: development and electrochemical sensing and SERS applications.
Shaojun Guo, Shaojun Dong
Journal of Materials Chemistry, 21, 16704-16716. （IF：5.099）
22.Aqueous-Phase Synthesis of Ag–TiO2–Reduced Graphene Oxide and Pt–TiO2–Reduced Graphene Oxide Hybrid Nanostructures and Their Catalytic Properties.
Ping Wang, Lei Han, Chengzhou Zhu, Yueming Zhai, and Shaojun Dong
Nano Research, 4, 1153–1162. （IF：5.071）
23.One-Step Electrochemical Approach to the Synthesis of Graphene/MnO2 Nanowall Hybrids.
Chengzhou Zhu, Shaojun Guo, Youxing Fang, Lei Han, Erkang Wang, Shaojun Dong
Nano Research, 4, 648-657. （IF：5.071）
研究组人员概况
研究员1名
助理研究员5名
博士后1名
在学研究生13名

xibei

氨作为主要的氮肥原料，能够确保粮食生产以满足世界人口增长的需求；而且还是一种潜在的液态无碳能源载体，便于运输的同时更有助于缓解温室效应。当前，工业化合成氨仍依赖于经典的Haber-Bosch工艺，需要高温高压条件并释放出大量的CO2。新兴的电催化氮气还原反应(NRR)利用可再生的电能，以自然界中丰富的N2和H2O作为原料在常温常压下即可进行，未来有望替代Haber-Bosch工艺合成氨。然而，在水溶液体系中，主导的竞争性析氢反应(HER)导致了较低的N2转化效率和NH3生成速率。开发能够有效抑制HER活性的同时并高效催化NRR的催化剂，这有助于将产氨速率和N2转化效率提升到一个新的高度。

        中国科学院长春应用化学研究所董绍俊课题组构筑了一种Fe掺杂的Bi2WO6催化剂，在−0.75 V vs. RHE处，于0.05 M H2SO4电解质中获得289 μg·h−1·mgcat−1的产氨速率，这远远超出已报道的Fe基和Bi基电催化剂的最佳性能。这一显著的NRR响应主要得益于以下三个方面：1) HER的有效抑制；2) Bi和Fe之间潜在的协同作用，有助于促进N2分子在催化剂表面的吸附与活化；3) Fe的掺杂加快了整体的电子转移速率和催化NRR反应动力学。此外，通过严格的控制实验，谨慎的电解过程，惰性气体保护技术及不同定量方法的对比等，有力地证明了所得实验结果的可靠性。所制备的Fe掺杂Bi2WO6电催化剂表现出持久的稳定性，连续电解32 h后电流密度提高了约2.3 mA·cm-2。
       文章信息
        Yongqin Liu, Liang Huang, Youxing Fang, Xinyang Zhu & Shaojun Dong. Achieving ultrahigh electrocatalytic NH3 yield rate on Fe-doped Bi2WO6 electrocatalyst. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-020-3276-9.

tianjiao

Pd基纳米材料是Pt基氧还原电催化剂最有前途的替代品，通过改变Pd原子周围的局部结构并改变d能带结构，会使对含氧中间体的吸附强度减弱，从而使Pd的ORR本征活性可能与Pt相当甚至远远超过Pt。已经有两种主要策略来调节d带中心：一种是压缩应变，即附近的Pd/Pt金属原子之间的d电子重叠会随着晶格收缩而增加，然后d态下降并远离费米能级。另一个是配体效应，即界面原子层之间的强电子相互作用将直接改变催化剂表面以及d带中心周围的贵金属位点。由于应变效应或配体效应会随着原子间距离的增加而逐渐减弱，超薄的贵金属壳与过渡金属基体的结合将成为ORR电催化的理想选择。然而，这种短程效应和巨大的结构差异使获得理想的具有原子级薄贵金属层的电催化剂面临重大挑战。

       鉴于此，中国科学院长春应用化学研究所董绍俊院士和石溪大学Jin Wang等人展示了一种通过精准调控金属有机框架约束和共价相互作用来制备Mo2C-耦合Pd原子层（AL-Pd/Mo2C）异质结构电催化剂的新型策略，为原子贵金属催化剂的合成提供了一种新的方法，并为界面电子调控提供了新的见解。
       本文要点：
        1) 通过共价相互作用、空间约束以及相变顺序的策略，在原子级精准合成了AL-Pd/Mo2C催化剂，利用有效的界面电子工程，显著增强了Pd在AL-Pd/Mo2C催化剂上的ORR活性和稳定性。
       2) 实验和密度泛函理论计算表明，Mo2C基底可以通过电子效应有效影响周围的Pd原子层，并优化Pd原子的d带中心和对中间体的吸附能。此外，Pd/Mo2C界面的强金属-载体相互作用可以进一步稳定Pd原子层的高比表面积，从而有利于ORR性能的提升。
       3) AL-Pd/Mo2C具有最高的ORR电催化活性和耐久性，其在0.9 V（vs. RHE）下的质量活性为2.055 A•mgPd-1，分别是商业Pt/C、Pd/C和Pd纳米颗粒催化剂的22.1倍、36.1倍和80.3倍。此外，AL-Pd/Mo2C在连续工作15 h和5000个循环后，活性衰减并不明显。
Jieqiong Shan, et al. Short-range ordered iridium single atoms integrated into cobalt oxide spinel structure for highly efficient electrocatalytic water oxidation. J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 5201–5211.

boing

随着过去几十年的快速工业化，新兴有机污染物的过度排放和积累已成为一个重大问题。尽管这些污染物的浓度很低，但它们对环境和人类构成严重威胁。因此，有效降解这些污染物具有重要意义。许多顽固的有机物是有毒的，很难被微生物降解，并且很难通过吸附等常规处理方法去除。高级氧化工艺（AOP）通过产生活性氧物种（ROS）将有毒有机污染物降解为无害的水和二氧化碳，已成为去除水中难降解有机污染物的最广泛使用的方法。由于绿色、高效、简单和低成本的优点，激活过硫酸盐（PMS）以生成活性的自由基和非自由基去除难降解有机污染物受到越来越多的关注。
       原子分散催化剂因其高催化活性和原子利用率而受到广泛研究。尽管单原子催化剂在通过活化PMS降解新兴有机污染物（EOCs）方面取得了突破性进展。且原子对在协同电子调制方面具有独特的优点，并且打破了标度关系对催化活性的顽固限制也已被广泛报道。然而，通过构建具有双原子/多原子金属活性中心的原子分散催化剂活化PMS降解污染物的报道仍然很少。我们分别合成了具有单原子铁、双原子铁和三原子铁活性中心的Fe1-N-C、Fe2-N-C和Fe3-N-C催化剂。结果表明，Fe2-N-C由于其独特的Fe2N6配位结构，其催化降解活性是Fe1-N-C和Fe3-N-C的两倍，能够在2分钟内完成了RhB、BPA和2,4-DP的降解。同时，电子顺磁共振（EPR）和自由基猝灭实验证实，该反应是催化剂表面上的非自由基反应，单线态氧和Fe（IV）是主要的活性物种。

图1. Fe2-N-C活化PMS降解污染物示意图。

        本文通讯作者为中国科学院长春应用化学研究所董绍俊院士（TWAS），第一作者为吉林大学李明华博士生。该研究工作得到国家自然科学基金（22074137, 21721003），中国科学技术部基金（2016YFA0203203）的支持。
        文章信息
Li M, Chen J, Wu W, et al. Diatomic Fe-Fe catalyst enhances the ability to degrade organic contaminants by nonradical peroxymonosulfate activation system. Nano Research, 2023, https://doi.org/10.1007/s12274-022-5124-6.