马万红 教授 博士 北京市 研究领域: 天然气化工,环保,储能,新材料,新能源,煤化工,石油炼制,石油化工,精细化工 研究方向: 光化学 所在单位: 中国科学院化学研究所

基本信息

所在单位:
中国科学院化学研究所
单位类型:
科研机构
职称:
教授
最高学历:
博士
教育经历:
• 1982年7月河北化工学院获工学学士学位
• 1987年9月郑州大学化学系获理学硕士学位
• 1996年9月-1999年7月获武汉大学理学博士学位
工作经历:
• 1987年9月-1996年7月郑州大学化学系任教
• 1999年9月-2001年7月中科院原感光化学所进行博士后研究
• 2001年9月-2011年12月中科院化学所分子科学中心光化学重点实验室副研究员(2002年2月-2002年6月获日本学术振兴会(JSPS)研究基金资助,在日本国立环境研究所进行"化学与燃烧过程中的中间物种的研究")
• 2012年1月至今中科院化学所分子科学中心光化学重点实验室,研究员
专家介绍:
1. 发现了TiO2光催化剂失活的关键表面物种:TiO2作为明星光催化材料以及电子传输材料已被广泛用于太阳能电池、光解水、光还原CO2、光固氮、光催化降解污染物和光催化有机合成等领域,但其实际应用效率远低于理论值,且失活机理至今没有搞清楚。特别是涉及到C-H、O-H、N-H键断裂释放质子以及质子偶合电子转移等催化过程,此前许多研究证明了质子在这些过程中的重要作用,但从未有将质子转移和光催化剂的表面失活关联起来。我们发现,利用可见光时,质子能逐步形成Ti-H物种覆盖在TiO2光催化剂表面,这个共价的物种严重降低了纳米颗粒表面的亲水性和传输、转移电子的能力,是TiO2光催化剂失活长期以来未被发现的新物种和途径。该结果2017年在J. Am. Chem. Soc.发表以后,最近我们已经找到了如何消除残余或反应释放质子在转化太阳能过程中形成Ti-H物种的方法。将目前以TiO2为电子传输层(ETL)钙钛矿太阳能电池的效率(PEC)在不改换任何原工艺的条件下,增加3~5百分点。

2. 揭示了分子氧光催化活化的若干机制:分子氧光催化活化在燃油深度脱硫、水或室内空气污染物降解以及C-H化合物光催化选择性加氧等方向应用前景广阔。但分子氧光催化活化和反应途径非常受限。我们利用同位素标记、自由基捕获等方法,发现了分子氧光催化活化的新途径:在TiO2光催化氧化醇到醛的过程中,是氧原子转移机理而非传统的-H消除机理;在分子氧对芳香环开环降解的历程中,是单氧原子插入机理,不是过去认为的双氧加成机理和自由基机理;利用杂多酸光催化氧化脱燃油中噻吩硫的过程中,是发生Diels-Alder环加成去芳香化,然后挤出SO2的历程,即可以一步直接氧化到无机硫,不是过去认为的一般条件下只氧化到亚砜或砜的芳香性保持的历程。研究结果分别在Appl. Catal. B、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.上发表。该研究积累对今后开发高效、实用的活化分子氧光催化剂提供了重要依据。

科研能力

研究领域:
天然气化工,环保,储能,新材料,新能源,煤化工,石油炼制,石油化工,精细化工
研究方向:
光化学
英文标签:
Electron Transfer;Aqueous Solutions;Organic Compounds;Transition Metal;Chemical Reaction;Gold Nanoparticles;Hydrogen Peroxide;Reaction Mechanism;Aromatic Compounds;Titanium Dioxide
论文著作:
1. Semiconductor-Mediated Photodegradation of Pollutants under Visible-Light Irradiation
Chuncheng Chen; Wanhong Ma; Jincai Zhao
CHEMICAL SOCIETY REVIEWS, 2010

2. Efficient Degradation of Toxic Organic Pollutants with Ni2O3/TiO(2-x)Bx under Visible Irradiation.
W Zhao; WH Ma; CC Chen; JC Zhao; ZG Shuai
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 2004

3. Visible‐Light‐Induced Aerobic Oxidation of Alcohols in a Coupled Photocatalytic System of Dye‐Sensitized TiO2 and TEMPO
Miao Zhang; Chuncheng Chen; Wanhong Ma; Jincai Zhao
ChemInform, 2009

4. Selective Formation of Imines by Aerobic Photocatalytic Oxidation of Amines on TiO2
Xianjun Lang; Hongwei Ji; Chuncheng Chen; Wanhong Ma; Jincai Zhao
ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, 2011

5. Effect Of Transition Metal Ions On The Tio2-Assisted Photodegradation Of Dyes Under Visible Irradiation: A Probe For The Interfacial Electron Transfer Process And Reaction Mechanism
Cc Chen; Xz Li; Wh Ma; Jc Zhao; H Hidaka; N Serpone
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, 2002

6. Preparation of Titania/carbon Nanotube Composites Using Supercritical Ethanol and Their Photocatalytic Activity for Phenol Degradation under Visible Light Irradiation
Guimin An; Wanhong Ma; Zhenyu Sun; Zhimin Liu; Buxing Han; Shiding Miao; Zhenjiang Miao; Kunlun Ding
Carbon, 2007

7. Change of Adsorption Modes of Dyes on Fluorinated Tio2 and Its Effect on Photocatalytic Degradation of Dyes under Visible Irradiation
Qi Wang; Chuncheng Chen; Dan Zhao; Wanhong Ma; Jincai Zhao
LANGMUIR, 2008

8. Photocatalytic Degradation of Organic Pollutants under Visible Light Irradiation
Jincai Zhao; Chuncheng Chen; Wanhong Ma
Current Organic Chemistry, 2010

9. Probing Paramagnetic Species in Titania-Based Heterogeneous Photocatalysis by Electron Spin Resonance (ESR) Spectroscopy—a Mini Review
Zhaohui Wang; Wanhong Ma; Chuncheng Chen; Hongwei Ji; Jincai Zhao
CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, 2011

10. Oxygen Atom Transfer in the Photocatalytic Oxidation of Alcohols by TiO2: Oxygen Isotope Studies
Miao Zhang; Qi Wang; Chuncheng Chen; Ling Zang; Wanhong Ma; Jincai Zhao
ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, 2009
发明专利:
1. 一种异质结材料及其制备方法和在光催化CO 2 还原生成C 2 H 4 中的应用
中国科学院化学研究所
赵进才; 贺琴; 马万红; 陈春城; 籍宏伟; 宋文静; 盛桦; 章宇超; 李骥堃; 张一帆; 李萌
公开日期: 2025-06-17 申请日期: 2025-03-12 公开号: CN120155246A

2. 一种不同微观结构的钛基钙钛矿材料及其制备方法和光催化抗生素降解的应用
中国科学院化学研究所
赵进才; 章宇超; 盛桦; 陈春城; 籍宏伟; 马万红; 热沙来提·海里里; 宋文静
公开日期: 2025-06-06 申请日期: 2022-01-12 公开号: CN116459819B

3. 一种光催化偶联一氧化碳和氨合成尿素的方法
中国科学院化学研究所
盛桦; 黄星妙; 赵进才; 马万红; 陈春城; 籍宏伟; 宋文静; 章宇超; 李骥堃; 张一帆; 李萌
公开日期: 2025-05-13 申请日期: 2025-01-14 公开号: CN119977845A

4. 一种用于高选择性氧化处理水体有机膦酸盐的异相光芬顿方法
中国科学院化学研究所
宋文静; 王昊; 陈春城; 赵进才; 马万红; 盛桦; 章宇超; 籍宏伟; 李骥堃; 张一帆; 李萌
公开日期: 2025-05-09 申请日期: 2025-02-27 公开号: CN119954290A

5. 一种利用合成的铁氧化物高效制备二甲基砜的方法
中国科学院化学研究所
赵进才; 陈建华; 陈春城; 李骥堃; 盛桦; 章宇超; 宋文静; 马万红; 籍宏伟
公开日期: 2025-01-28 申请日期: 2023-07-25 公开号: CN119371341A

6. 一种校准氮氧化物分析仪的装置及校准方法
中国科学院化学研究所
陈春城; 姜竑宇; 赵进才; 李骥堃; 马万红; 籍宏伟; 宋文静; 盛桦; 章宇超
公开日期: 2024-10-22 申请日期: 2023-04-18 公开号: CN118817947A

7. 一种促进小环多环芳烃在红光条件下光降解的方法
中国科学院化学研究所
赵进才; 李佳春; 陈春城; 马万红; 宋文静; 盛桦; 章宇超; 李骥堃; 籍宏伟
公开日期: 2024-10-11 申请日期: 2024-06-19 公开号: CN118751012A

8. 一种用于降解水中β-内酰胺类抗生素的复合型光热催化剂及其制备方法和应用
中国科学院化学研究所
马万红; 李佳珍; 赵进才; 籍宏伟; 陈春城; 宋文静; 盛桦; 章宇超; 李骥堃; 张一帆
公开日期: 2024-09-17 申请日期: 2024-05-29 公开号: CN118649706A

9. 一种利用表面修饰的钒酸铋光阳极生产游离氯的方法
中国科学院化学研究所
陈春城; 邓朝元; 赵进才; 马万红; 宋文静; 盛桦; 章宇超; 李骥堃; 籍宏伟
公开日期: 2024-08-27 申请日期: 2023-02-27 公开号: CN118547296A

10. 一种进行动态微液滴光化学反应的装置及方法
中国科学院化学研究所
陈春城; 王今朝; 黄笛; 赵进才; 马万红; 宋文静; 盛桦; 章宇超; 李骥堃; 籍宏伟
公开日期: 2024-08-23 申请日期: 2023-02-23 公开号: CN118527087A

11. 一种用于原位观测远程氧化反应的装置及其制备方法和应用
中国科学院化学研究所
陈春城; 姬晓洁; 赵进才; 马万红; 盛桦; 章宇超; 宋文静; 李骥堃; 籍宏伟; 张一帆
公开日期: 2024-06-28 申请日期: 2024-02-28 公开号: CN118258792A

12. 一种双功能膜状光催化剂及其制备方法和应用
中国科学院化学研究所
盛桦; 谢杨恩; 赵进才; 马万红; 陈春城; 宋文静; 章宇超; 籍宏伟; 李骥堃; 张一帆
公开日期: 2024-06-18 申请日期: 2024-02-28 公开号: CN118204127A

13. 一种气-固体系中驱使CO 2 甲烷化的光热催化剂及其制备方法和应用
中国科学院化学研究所
马万红; 杜洋阳; 陈春城; 赵进才; 籍宏伟; 宋文静; 盛桦; 章宇超; 李骥堃; 张一帆
公开日期: 2024-05-24 申请日期: 2024-01-23 公开号: CN118059949A

14. 一种用于催化碳氧交叉偶联反应的纳米金属有机笼材料及其制备方法与用途
中国科学院化学研究所
赵进才; 刘天骄; 宋文静; 孟涤; 贾通通; 籍宏伟; 陈春城; 马万红; 盛桦; 章宇超
公开日期: 2024-05-24 申请日期: 2022-11-16 公开号: CN118059940A

15. 一种可见光驱动脂肪酸制备烷烃的方法
中国科学院化学研究所; 内蒙古科技大学
赵进才; 马万红; 郭贵宝; 安胜利; 黄强; 籍宏伟; 郝淳林
公开日期: 2024-05-17 申请日期: 2022-11-22 公开号: CN118047656A

16. 一种以溴代污染物为溴源光电催化制备溴代芳烃的方法
中国科学院化学研究所
章宇超; 吴明鸽; 赵进才; 唐道建; 陈春城; 马万红; 宋文静; 盛桦; 李骥堃; 籍宏伟; 张一帆
公开日期: 2024-04-26 申请日期: 2023-12-20 公开号: CN117926291A

17. 一种用于光电氯化反应的赤铁矿光阳极的制备方法和应用
中国科学院化学研究所
章宇超; 唐道建; 马万红; 赵进才; 陈春城; 宋文静; 籍宏伟; 盛桦; 李骥堃; 张一帆
公开日期: 2024-03-26 申请日期: 2023-11-24 公开号: CN117758289A

18. 一种钒酸铋光阳极及其制备方法和在氨分解反应中的应用
中国科学院化学研究所
赵进才; 武磊; 章宇超; 陈春城; 宋文静; 马万红; 李骥堃; 籍宏伟
公开日期: 2024-01-02 申请日期: 2023-09-18 公开号: CN117328087A

19. 一种碱性溶液处理的催化剂及其制备方法和在氧化CO中的应用
INSTITUTE OF CHEMISTRY CHINESE ACADEMY OF SCIENCES
ZHAO JINCAI; XIA HONGLING; ZHOU PENG; JI HONGWEI; CHEN CHUNCHENG; MA WANHONG; SONG WENJING; SHENG HUA; ZHANG YUCHAO
公开日期: 2023-10-17 申请日期: 2021-03-29 公开号: CN113181905B

20. 一种长纳米棒状氧化锌及其制备方法和在光催化污染物降解中的应用
中国科学院化学研究所
赵进才; 热沙来提·海里里; 盛桦; 籍宏伟; 章宇超; 宋文静; 陈春城; 马万红
公开日期: 2023-07-21 申请日期: 2022-01-12 公开号: CN116459821A
科研项目:
1. 利用同位素示踪法对有毒有机污染物降解机理的研究
立项时间: 2011-2013 项目经费:400000

2. 水相中TiO2光催化活化C-H键选择性脱饱和反应
立项时间: 2013-2016 项目经费:800000

3. 可见光诱导金属离子配合物活化分子氧
立项时间: 2004-2006 项目经费:220000

4. 氢/电子供体增强多溴联苯醚光催化还原脱溴的机理研究
立项时间: 2009-2011 项目经费:360000

5. 过氧化氢光催化降解有毒难降解有机污染物研究
立项时间: 2003-2005 项目经费:200000

6. 含σ-Fe-C键单元的MOFs光催化突破水中污染物降解效率瓶颈的研究
立项时间: 2021

7. TiO2/H2O/空气O2光催化氧化降解有机污染物的速率限制步骤
立项时间: 2018-2021

项目合作

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