章福祥

男， 中國科學院大連化學物理研究所， 教授/研究員/教授級高工或同等級別

學習/工作經歷

1995.9-1999.6 南開大學化學學院 本科學生
1999.9-2004.6 南開大學化學學院 博士學生
2004.7-2007.8 南開大學化學學院 講師、副教授
2007.9-2008.6 巴黎第六大學 博士后
2008.6-2011.9 東京大學 博士后、助理教授
2011.10-現在 大連化物所 副研究員、研究員

研究領域和興趣

物理化學/能源光催化

主要業(yè)績

章福祥研究員自2011年底留學回國以來主攻"寬光譜可見光催化劑全分解水制氫"這一前沿交叉性課題，針對吸光、電荷分離、催化轉化等關鍵科學問題展開系列研究。已在包括Nature Catal., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Joule和Adv. Mater. 等期刊發(fā)表系列原創(chuàng)論文100多篇，他引6000余次，受邀撰寫太陽能光化學轉化主題相關綜述3篇，編寫中文專著3章節(jié)。受邀請在國內外學術會議作大會、主題和邀請等類型報告50多次；正主持承擔國家基金委杰出青年、重點項目等，入選英國皇家化學會會士、中科院青促會優(yōu)秀會員；受邀擔任J. Energy Chem.副主編，Sci. China Chem.青年編委等。代表性創(chuàng)新成果介紹如下：
（1）圍繞如何實現光催化劑高效捕光這一關鍵科學問題，申請人設計合成了系列氮摻雜氧化物（MgTa2O6?xNy、Ba5Ta4O15?xNx、Sr2Ta2O7?xNx、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3?xNy等），金屬有機框架（MOFs）化合物（Cd-TBAPy、Bi-TBAPy、Mn-TBAPy 等）以及類鈣鈦礦結構含氧酸鹽（LiCuTa3O9）等寬光譜捕光新材料（捕光范圍均至550 nm 以上）；針對氮摻雜氧化物這類寬光譜捕光催化劑缺陷多、電荷分離效率低等缺點，研制了“一鍋氮化法”構筑MgTa2O6?xNy/TaON“異質結”光催化劑，顯著促進了其光生電荷的分離及其用于“Z”機制可見光催化全分解水制氫效率，取得了2015年論文發(fā)表時粉末體系“Z”機制可見光催化全分解水制氫國際最高表觀量子效率(420 nm激發(fā)6.8%)；此“一鍋氮化法”被成功應用于BaTaO2N/Ta3N5、1D Ta3N5/0D BaTaO2N、BaMg1/3Ta2/3O3?xNy/Ta3N5等其它“異質結”構筑，說明該方法具有普適性。
（2）圍繞光催化劑表面如何實現高效催化轉化這一關鍵科學問題，申請人一方面設計合成了單核MnN4/C和納米/亞納米CoOx、FeOx、IrOx等多相水氧化催化劑，取得了水氧化TOF值高出文獻同類多相水氧化催化劑1~3個數量級的性能，其中單核MnN4/C催化劑多相水氧化TOF值達214 s-1，與自然光合體系中的PSII水氧化效率相當，為目前同類文獻報道的最高值。另一方面發(fā)展了界面修飾調控氮化物表面親疏水性的新策略，提升Ta3N5可見光催化氧化水半反應活性至1200 μmol/h 左右，并實驗證明光催化劑表面親疏水性對助催化劑分散和光生電荷界面分離等具有重要影響。
（3）圍繞寬光譜捕光催化劑自身如何實現高效光生電荷分離這一關鍵科學問題，申請人以具有不同晶面取向的BiVO4為模型光催化劑，通過光催化還原沉積金屬、光催化氧化沉積金屬氧化物等實驗設計原創(chuàng)性確認BiVO4的不同晶面{010}和{110}之間存在光生電荷空間分離?；谇捌诎l(fā)現發(fā)展了雙助催化劑在BiVO4不同晶面間選擇性負載策略實現其水氧化性能大幅提升（兩個數量級）。進一步利用BiVO4 自身不同晶面間光生電荷空間分離的優(yōu)勢，在優(yōu)化篩選高效Fe(CN)63-還原助催化劑Au 基礎上采用雙助催化劑（Au 和CoOx）選擇性負載策略，最終成功將其用于構筑“Z”機制可見光催化全分解水制氫體系，可見光420 nm 激發(fā)下其全分解水制氫量子效率達10.3%。刷新了申請人2015 年創(chuàng)造的粉末體系420 nm 激發(fā)6.8%的可見光催化全分解水制氫量子效率世界最高記錄。

代表成果

1. S. Chen, F.X. Zhang, C. Li et al. Angew. Chem. Int. Ed. 54, 3047 (2015).
2. S. Chen, F. X.Zhang, C. Li et al. Angew. Chem. Int. Ed. 54, 8498 (2015).
3. J. Guan, F. X.Zhang, C. Li et al. Nat. Catal. 1, 870 (2018).
4. Y. Qi, F. X.Zhang, C. Li et al. Chem. Sci., 8, 438 (2017).
5. R. Li, F. X.Zhang, C. Li et al. Nat. Commun. 4:1432 (2013).
6. Y. Qi, F. X. Zhang, C. Li et al. Joule 2, 2394 (2018).
7. B.B. Dong, F. X. Zhang, C. Li et al. Adv. Mater. 31, 1808185 (2019).
8. Y.J. Xiao, F. X. Zhang, C. Li et al. Adv. Mater. 30, 1803401(2018).
9. F.X. Zhang, K. Maeda, K. Domen et al. J. Am. Chem. Soc. 134, 8348 (2012).
10. S. Chen, F. X. Zhang, C. Li et al. Joule 2, 2260 (2018).

*以上信息由高級會員個人更新和維護。