报告摘要 | 手性介观结构无机材料将丰富的无机物质本征功能性与手性介观结构相结合，将产生奇特的物理化学性能。手性各向异性 (Chiral Anisotropy, ChA)——两种手性结构因其几何结构相互作用不同，而产生的左右选择性。手性诱导自旋极化起因于在手性结构中运动的电子而产生的有效磁场作用于电子的自旋磁矩而产生的传输或者跃迁选择性。本课题组通过氨基酸表面活性剂、DNA以及手性小分子等为模板剂或诱导剂与无机源的协同共组装合成了具有从原子级别到微米级别的多级手性介观结构无机材料20余种，包括SiO2, TiO2, CuO, ZnO, SnO2, Carbon,CdSe@CdS,BiOBr, Ag,Au,Cu，NiO, Fe3O4, Fe2O3, ZnS等。这些材料表现出基于手性诱导自旋极化的不同的手性各向异性，如光磁ChA、电磁ChA，表面增强拉曼ChA、磁光ChA，电阻ChA，催化ChA等。基于手性材料与手性分子之间的自旋极化耦合效应，手性介观结构金膜的光磁-ChA和表面增强拉曼散射-ChA成功应用于对映体的普适性定量分析。 最近，我们提出了手性介观结构材料自旋极化催化/不对称催化原理。在CO2还原或CO加氢转换反应中，手性诱导自旋极化可以通过使电子自旋平行排列来增强三重态OCCO的形成，而螺旋晶格畸变则降低OCCO的吸附能，促进碳-碳偶联以及随后的*OCCO加氢反应，从而生成C2+产物。利用手性结构Cu和ZnS，以CO2为碳源、以氨水为氮源，分别实现了不对称电、光催化还原合成丝氨酸为主的多种氨基酸；利用Ag和Cu@In2S3，分别通过电、光催化还原二氧化碳合成了高选择性C2+产物。利用手性介观结构钴纳米颗粒（CNCN）负载H型介孔MFI沸石（HMMZ）实现了75.3%的汽油选择性和867molCO kgCo⁻¹ h⁻¹的钴金属活性，并且将甲烷副产物最小化，显著超过了当前钴基催化剂的峰值。 |
报告人简介 | 车顺爱，工学博士，上海交通大学教授，博士生导师。2004年获得了国家自然科学杰出青年基金的资助，2005年被评为教育部长江特聘教授。创建了手性无机介观结构自组装方法, 发现了其独特性能。发表学术论文共 200余篇, 授权专利 25 项。研究成果获得了2015年国际介观结构材料协会奖 (2015 IMMA Award), 课题组2003-2012年间的研究成果获教育部自然科学一等奖。 |
