路军岭 教授 博士 研究领域: 新材料,石油炼制,石油化工,精细化工 研究方向: 催化剂设计与多相催化 所在单位: 中国科学技术大学

基本信息

所在单位:
中国科学技术大学
机构细分:
、化学物理系
单位类型:
高等院校
职称:
教授
最高学历:
博士
教育经历:
1998.09-2002.07,河南大学,物理系,本科
2002.09-2007.07,中科院物理研究所,博士,导师: 高鸿钧院士
2010.07-2013.02,美国阿贡国家实验室,博士后,导师: Jeffrey W. Elam 博士
工作经历:
2004.08-2006.08,德国Fritz-Haber-Institut 马普所,交换学生,导师: Hans-Joachim Freund 教授
2007.07-2010.06,美国西北大学, 博士后,导师: Peter C. Stair 教授
2013.03-至今, 中国科学技术大学,化学物理系,教授,博士生导师
专家介绍:
负载型金属催化剂在工业催化中有着广泛的应用。金属颗粒的电子结构与几何形貌决定了反应分子在其表面的吸附、活化行为和产物分子的脱附特征。催化剂的精准可控合成,是理解催化剂复杂体系“构-效”关系,揭示催化反应微观机制和实现高效催化的关键。

     自2013年独立工作以来,申请人围绕原子层沉积(ALD)技术,从事催化剂精准设计研究。通过采用“催化剂ALD精准制备——原位结构表征——催化反应化学——理论计算”研究策略,在原子、分子层面上理解催化反应机理和实现高效催化。近些年,申请人在金属颗粒表界面调控和金属催化剂原子级精准制备方面做了系统的研究工作。取得的主要研究进展如下:

(1)在金属颗粒表界面调控方面,首次在金属颗粒表面构筑出原子级分散的氢氧化物物种,形成高密度、高活性倒置型“单点界面”,继而获得了具有较好工业应用潜力的CO优先氧化催化剂,结合原位结构表征和理论计算,揭示了该新型界面在催化反应工况下的结构特征和催化反应分子机理 [Nature 565 (2019) 631]。该工作申请了中国和国际专利,被国内外多家主流科技媒体报道,包信和校长也为该工作撰写了“Fe1(OH)x-Pt界面单位点催化剂在PROX反应中展现出高催化性能”的专题评论[Acta Phys.-Chim. Sin. 35 (2019) 1168]。该工作入选教育部2019年度中国高等学校十大科技进展。与单原子催化剂相类似,倒置型“单点界面”可称为一类新型界面结构,为金属-氧化物界面设计开辟一新机遇。

(2)实现了氧化物对金属颗粒边角位或晶面原子的选择性包裹,取得了对金属颗粒几何与电子效应的拆分,继而获得了对金属纳米催化量子尺寸效应的新认识和高选择性催化氧化[[Sci. Adv. 5 (2019) eaat6413]。国际期刊《Nano Today》的Sealy编辑,发表了题为“Oxide overcoat boosts nanoparticle catalysts”的专题评论 [Nano Today 25 (2019) 5]。此外,利用氧化物选择性包裹Pd颗粒低配位原子,有效抑制了积炭和副反应通道,一次性实现了Pd催化剂在乙烷氧化脱氢反应中的高选择性、高稳定性和高抗积炭性能 [Science 335 (2012) 1205]。

(3)在金属催化剂原子级精准制备方面,实现金属单原子→双原子→双金属纳米颗粒的“自下而上”原子级精准构筑;提出高稳定性单原子催化剂制备策略,并利用其单位点限域特征实现高选择性、抗积炭催化加氢 [J. Am. Chem. Soc. 137 (2015) 10484; J. Am. Chem. Soc. 141 (2019) 14515; Nat. Commun. 8 (2017) 1070; Nat. Commun. 5 (2014) 3264;Nat. Commun. 10 (2019) 4998]。

      迄今,申请人已发表SCI 论文90余篇。其中包括通讯或第一作者论文49篇,包括 Nature 1篇、Science 1篇Nat Commun 3篇、Science Adv 1篇、JACS 2篇、Angew Chem 2篇、Surf Sci Rep 1篇、Acc. Chem. Res. 1篇、ACS Catal 5篇、J Catal 3篇等。他引总计近5000次。H-index 40。申请中国专利2项、国际专利1项。通讯论文研究成果入选教育部2019年度中国高等学校十大科技进展,并被国际SCI期刊《Science》、《Nano Today》和科技杂志《Chemical & Engineering News》、《IEEE Spectrum》等亮点报到。在Web of Science网站,以“atomic layer deposition and catalyst”为主题检索,申请人排名全球第四位,在该领域处于国际领跑位置。在国内、国际重要会议上多次做分会邀请报告,并在美国西北大学、新加坡国立大学等知名大学做学术交流报告。曾主办2018表面科学与催化国际研讨会(合肥,2018年1月22-23日,)和2019年低维纳米材料与器件国际学术研讨会(合肥,2019年8月3-7日)。

      申请人曾于2012年入选中组部第三批青年千人计划. 曾荣获2019年度中国化学会-英国皇家化学会青年化学奖,2019和2020年度“中国科学院优秀导师奖”2次,2019年度中科大杰出研究校长奖和2018年度中科大校友基金会青年教师事业奖。

     在人才培养方面,申请人已培养 5名博士和7名硕士研究生。在毕业学生中,其中1人入选国家“博士后创新人才支持计划”,1人获中科院院长特别奖,5人获国家奖学金和1 人获中国科学院朱李月华奖学金。

科研能力

研究领域:
新材料,石油炼制,石油化工,精细化工
研究方向:
催化剂设计与多相催化
中文标签:
纳米颗粒;异质催化剂模型;光电子能谱(xps);扫描隧道显微镜(stm);氧化物薄膜;傅里叶变换红外吸收谱(ftir)
英文标签:
Atomic Layer Deposition;Heterogeneous Catalysis;Catalysis;Metal-support Interactions;Single-atom Catalysts;Palladium;Hydrogenation;Humanities And Social Sciences;Science;Multidisciplinary
论文著作:
1. Single-Atom Pd-1/Graphene Catalyst Achieved by Atomic Layer Deposition: Remarkable Performance in Selective Hydrogenation of 1,3-Butadiene
Huan Yan; Hao Cheng; Hong Yi; Yue Lin; Tao Yao; Chunlei Wang; Junjie Li; Shiqiang Wei; Junling Lu
Journal of the American Chemical Society, 2015

2. Atomically Dispersed Platinum Supported on Curved Carbon Supports for Efficient Electrocatalytic Hydrogen Evolution
Daobin Liu; Xiyu Li; Shuangming Chen; Huan Yan; Changda Wang; Chuanqiang Wu; Yasir A. Haleem; Sai Duan; Junling Lu; Binghui Ge; Pulickel M. Ajayan; Yi Luo; Jun Jiang; Li Song
Nature Energy, 2019

3. Coking- and Sintering-Resistant Palladium Catalysts Achieved Through Atomic Layer Deposition
Junling Lu; Baosong Fu; Mayfair C. Kung; Guomin Xiao; Jeffrey W. Elam; Harold H. Kung; Peter C. Stair
Science, 2012

4. Singlet Oxygen-Engaged Selective Photo-Oxidation over Pt Nanocrystals/Porphyrinic MOF: the Roles of Photothermal Effect and Pt Electronic State.
Yu-Zhen Chen; Zhiyong U. Wang; Hengwei Wang; Junling Lu; Shu-Hong Yu; Hai-Long Jiang
Journal of the American Chemical Society, 2017

5. Bottom-up Precise Synthesis of Stable Platinum Dimers on Graphene
Huan Yan; Yue Lin; Hong Wu; Wenhua Zhang; Zhihu Sun; Hao Cheng; Wei Liu; Chunlei Wang; Junjie Li; Xiaohui Huang; Tao Yao; Jinlong Yang; Shiqiang Wei; Junling Lu
Nature Communications, 2017

6. Highly Active and Stable Metal Single-Atom Catalysts Achieved by Strong Electronic Metal-Support Interactions
Junjie Li; Qiaoqiao Guan; Hong Wu; Wei Liu; Yue Lin; Zhihu Sun; Xuxu Ye; Xusheng Zheng; Haibin Pan; Junfa Zhu; Si Chen; Wenhua Zhang; Shiqiang Wei; Junling Lu
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 2019

7. Atomically Dispersed Iron Hydroxide Anchored on Pt for Preferential Oxidation of CO in H2
Lina Cao; Wei Liu; Qiquan Luo; Ruoting Yin; Bing Wang; Jonas Weissenrieder; Markus Soldemo; Huan Yan; Yue Lin; Zhihu Sun; Chao Ma; Wenhua Zhang; Si Chen; Hengwei Wang; Qiaoqiao Guan
Nature, 2019

8. Water-Mediated Mars–Van Krevelen Mechanism for CO Oxidation on Ceria-Supported Single-Atom Pt1 Catalyst
Chunlei Wang; Xiang-Kui Gu; Huan Yan; Yue Lin; Junjie Li; Dandan Liu; Wei-Xue Li; Junling Lu
ACS CATALYSIS, 2017

9. Uncovering Near-Free Platinum Single-Atom Dynamics During Electrochemical Hydrogen Evolution Reaction
Shi Fang; Xiaorong Zhu; Xiaokang Liu; Jian Gu; Wei Liu; Danhao Wang; Wei Zhang; Yue Lin; Junling Lu; Shiqiang Wei; Yafei Li; Tao Yao
Nature Communications, 2020

10. Atomic Structure of A Thin Silica Film on A Mo(112) Substrate: A Two-Dimensional Network of Sio4 Tetrahedra
J Weissenrieder; S Kaya; JL Lu; HJ Gao; S Shaikhutdinov; HJ Freund; M Sierka; TK Todorova; J Sauer
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2005
发明专利:
1. Method of preparing wide-temperature catalyst for preferential oxidation of carbon monoxide in hydrogen-enriched atmosphere, and product and use lthereof
University of Science and Technology of China
Junling Lu; Lina Cao; Qi Yao; Si Chen; Huan Yan; Shiqiang Wei; Jinlong Yang
公开日期: 2022-11-08 申请日期: 2016-04-27 公开号: US11491471B2

2. 一种具有高阻尼性能的柔性压电复合材料及其制备方法
HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY; HUBEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
JIANG SHENGLIN; YANG YING; LU JUNLING; ZHANG GUANGZU; LI JING
公开日期: 2021-08-31 申请日期: 2021-05-19 公开号: CN113320061A

3. 一种压电传感器及其制备方法和回收降解方法
HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
ZHANG GUANGZU; LU JUNLING; JIANG SHENGLIN; ZHOU JUN; SHI ZHIJUN; LI WENRU; ZHANG HAIBO; LIU HUAN
公开日期: 2021-07-09 申请日期: 2021-03-30 公开号: CN113091776A

4. Forming metal catalyst composition involves contacting supported metal catalyst surface with ligand-containing metal oxide precursor, reacting metal moieties with oxidation reagent, contacting metal oxide over-coat layer with inert gas.
LU JUNLING; STAIR PETER C; FU BAOSONG; KUNG HAROLD H; KUNG MAYFAIR C
公开日期: 2020-01-01 申请日期: 2012-05-24 公开号: EP2714263B1

5. PREPARATION METHOD FOR WIDE-TEMPERATURE CATALYST USED FOR PREFERENTIAL OXIDATION OF CO IN A HYDROGEN-RICH ATMOSPHERE, AND PRODUCT AND APPLICATIONS
University of Science and Technology of China
Junling Lu; Lina Cao; Qi Yao; Si Chen; Huan Yan; Shiqiang Wei; Jinlong Yang
公开日期: 2019-04-11 申请日期: 2016-04-27 公开号: US20190105638A1

6. 用于腈类化合物加氢制仲胺的催化剂的制备方法及其产品和应用
中国科学技术大学
路军岭; 王恒伟; 叶旭旭
公开日期: 2018-08-14 申请日期: 2017-02-06 公开号: CN108393092A

7. 用于腈类化合物加氢制仲胺的催化剂的制备方法及其产品和应用
中国科学技术大学
路军岭; 王恒伟; 叶旭旭
公开日期: 2018-08-14 申请日期: 2017-02-06 公开号: CN108393092A

8. 用于富氢气氛中优先氧化CO的宽温催化剂的制备方法及其产品和应用
中国科学技术大学
路军岭; 曹丽娜; 姚琪; 陈飔; 严欢; 韦世强; 杨金龙
公开日期: 2017-11-03 申请日期: 2016-04-27 公开号: CN107308951A

9. 用于富氢气氛中优先氧化CO的宽温催化剂的制备方法及其产品和应用
UNIV SCIENCE & TECH CHINA
LU JUNLING; CAO LINA; YAO QI; CHEN SI; YAN HUAN; WEI SHIQIANG; YANG JINLONG
公开日期: 2017-11-02 申请日期: 2016-04-27 公开号: WO2017185260A1

10. Metal catalyst composition
Junling Lu; Peter Stair; Baosong Fu; Harold H. Kung; Mayfair C Kung
Junling Lu; Peter Stair; Baosong Fu; Harold H. Kung; Mayfair C Kung
公开日期: 2016-08-02 申请日期: 2012-05-24 公开号: US09403150B2

11. Metal catalyst composition
LU JUNLING; STAIR PETER; FU BAOSONG; KUNG HAROLD H; KUNG MAYFAIR C; UNIV NORTHWESTERN
LU JUNLING; STAIR PETER; FU BAOSONG; KUNG HAROLD H; KUNG MAYFAIR C
公开日期: 2016-08-02 申请日期: 2012-05-24 公开号: US9403150B2

12. 一种加氢催化剂及其制备方法
中国科学技术大学
黄伟新; 丁良兵; 路军岭; 易洪
公开日期: 2015-12-23 申请日期: 2015-06-17 公开号: CN105170147A

13. 一种加氢催化剂及其制备方法
中国科学技术大学
黄伟新; 丁良兵; 路军岭; 易洪
公开日期: 2015-12-23 申请日期: 2015-06-17 公开号: CN105170147A

14. Metal containing composites
Junling Lu; Peter C. Stair
Junling Lu; Peter C. Stair
公开日期: 2014-08-26 申请日期: 2010-06-11 公开号: US08815766B2

15. METAL CONTAINING COMPOSITES
UNIV NORTHWESTERN
LU JUNLING; STAIR PETER C
公开日期: 2014-08-13 申请日期: 2010-06-11 公开号: EP2475802B1

16. METAL CATALYST COMPOSITION
DOW GLOBAL TECHNOLOGIES LLC
LU JUNLING; STAIR PETER; FU BAOSONG; KUNG HAROLD H; KUNG MAYFAIR C
公开日期: 2014-04-03 申请日期: 2012-05-24 公开号: US2014094635A1

17. METAL CATALYST COMPOSITION
UNIV NORTHWESTERN
LU JUNLING; STAIR PETER C; FU BAOSONG; KUNG HAROLD H; KUNG MAYFAIR C
公开日期: 2012-12-06 申请日期: 2012-05-24 公开号: CA2837584A1

18. METAL CATALYST COMPOSITION
UNIV NORTHWESTERN; LU JUNLING; STAIR PETER C; FU BAOSONG; KUNG HAROLD H; KUNG MAYFAIR C
LU JUNLING; STAIR PETER C; FU BAOSONG; KUNG HAROLD H; KUNG MAYFAIR C
公开日期: 2012-12-06 申请日期: 2012-05-24 公开号: WO2012166514A1

19. 包含金属的复合材料
西北大学
路军岭; P.C.斯泰尔
公开日期: 2012-12-05 申请日期: 2010-06-11 公开号: CN102812155A

20. METAL CONTAINING COMPOSITES
LU JUNLING; STAIR PETER C
LU JUNLING; STAIR PETER C
公开日期: 2012-07-05 申请日期: 2010-06-11 公开号: US2012172211A1
科研项目:
1. 新型微孔结构氧化物薄膜功能材料:“自上而下”设计、表征与应用
立项时间: 2015-2017 项目经费:250000

2. 原子级精细合成负载型贵金属小团簇催化剂的研究
立项时间: 2015-2018 项目经费:900000

3. 负载型金属催化剂的金属-氧化物界面原子级精准调控研究
立项时间: 2017-2020 项目经费:650000

4. 不可还原性氧化物上氢溢流效应的原位表征与内在机制研究
立项时间: 2023

项目合作

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