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中国科学院金属研究所研究生导师简介-刘岗
中国科学院金属研究所 免费考研网/2016-05-09
刘岗
性 别男最高学历博士研究生
职 称研究员专家类别硕士生导师
部 门沈阳材料科学国家(联合)实验室 先进炭材料研究部
通讯地址辽宁省沈阳市沈河区文化路72号,中国科学院金属研究所,先进炭材料研究部
邮政编码110016电子邮件gangliu@imr.ac.cn
电 话+86-**传 真+86-**
简历:
1999.9-2003.7 吉林大学 材料物理专业 学士
2003.9-2009.5 中国科学院金属研究所 材料学 博士
2007.3-2008.10 澳大利亚昆士兰大学 联合培养
2009.7-2012.7 中国科学院金属研究所 “葛庭燧奖研金”获得者
2012.8-2014.9 中国科学院金属研究所 项目研究员
2014.10-至今 中国科学院金属研究所 研究员
研究领域:
面向太阳能燃料光催化材料的构筑。
承担科研项目情况:
针对控制光催化材料的光吸收、载流子分离与表面转移等决定光催化效率的关键科学问题,基于能带调控、晶面控制、异质结构等策略,取得了以异质原子的空间分布、高活性晶面、核壳构型与低维结构等为特点的系列研究进展;同时探索未知光催化材料,在新型单质光催化材料方面取得重要进展。代表性工作如下:
? 掺杂光催化材料
致力于通过引入异质原子或缺陷来增加宽带隙半导体材料的可见光吸收,从而更加充分地利用太阳光,特别关注如何通过控制异质原子的空间分布来实现光吸收边的带对带红移。
Figure 1 Homogeneous N doping in Cs0.68Ti1.83O4. The left panel: UV-visible absorption spectra of (1) homogeneous N doped Cs0.68Ti1.83O4 and (2) surface N doped TiO2. The right panel: optical photograph of Cs0.68Ti1.83O4 samples before and after homogeneous N doping. (Band-to-band visible-light photon excitation and photoactivity induced by homogeneous nitrogen doping in layered titanates, Chem Mater 2009, 21, 1266-1274)
Figure 2 Homogeneous S doping in g-C3N4. The left panel: schematic of two lattice N sites for substitutional S in perfect graphitic carbon nitride. The right panel: a typical time course of hydrogen evolution from water containing 10 vol% triethanolamine scavenger by Pt-deposited g-C3N4 (a) and g-C3N4-xSx (b) under λ > 300 and 420 nm. (Unique electronic structure induced high photoreactivity of sulfur-doped graphitic C3N4, J Am Chem Soc 2010, 132, 11642-11648)
Figure 3 A red anatase TiO2 with a gradient B/N doping. The left panel: optical photograph of the prepared red TiO2 sample. The right panel: UV-visible absorption of the white TiO2 and red TiO2. (A red anatase TiO2 photocatalyst for solar energy conversion, Energy Environ Sci 2012, 5, 9603-9610)
Figure 4 A reduced melon with nitrogen vacancies. The left panel: schematic of the two dimensional sheets of pristine g-C3N4 (melon). The right panel: UV-visible absorption spectra of g-C3N4 and g-C3N4-x (obtained by reducing g-C3N4 in a hydrogen atmosphere). (Increasing the visible light absorption of graphitic carbon nitride (melon) photocatalysts by homogeneous self-modification with nitrogen vacancies, Adv Mater 2014, DOI: 10.1002/ adma.**)
? 含特定晶面光催化材料
致力于通过控制晶体生长过程中不同晶面的选择性暴露,实现对光催化材料的表面原子结构的有效调控,为研究表面结构-光催化活性的关联提供材料基础。
Figure 5 N doped anatase TiO2 crystal with dominant {001} facets. UV-visible absorption spectrum of nitrogen doped anatase TiO2 crystals with dominant {001}. The insets are optical photograph and SEM image of nitrogen doped anatase TiO2 crystals with dominant {001}. (Visible light responsive nitrogen doped anatase TiO2 sheets with dominant {001} facets derived from TiN, J Am Chem Soc 2009, 131, 12868-12869)
Figure 6 Anatase TiO2 crystals with a predominance of low index facets. Schematic (A) and SEM images (B-D) of anatase TiO2 single crystals with different percentages of {001}, {101}, and {010} facets. (On the true photoreactivity order of {001}, {010} and {101} facets of anatase TiO2 crystals, Angew Chem Int Ed 2011, 50, 2133-2137)
Figure 7 {001} dominated Anatase TiO2 microspheres with tunable spatial distribution of boron. The left panel: SEM images of anatase TiO2 microsphere with nearly 100% {001} surface. The right panel: schematic of boron distribution in the microsphere before and after heating. (Heteroatom-modulated switching of photocatalytic hydrogen and oxygen evolution preferences of anatase TiO2 microspheres, Adv Funct Mater 2012, 22, 3233–3238)
? 异质结构光催化材料
致力于通过选择性组合具有合适特性的组元来构筑具有优异空间电荷分离功能的异质结构,特别关注界面结构的设计。
Figure 8 CdS/ZnS core-shell particles. The left panel: schematic of CdS-mesoporous ZnS core-shell particles with the separation of charge carriers. The middle and right panels: photocatalytic hydrogen generation with ZnS, CdS, and the core-shell particles from the aqueous solution of Na2S/Na2SO3 under visible light. (CdS-mesoporous ZnS core-shell particles for efficient and stable photocatalytic hydrogen evolution under visible light, Energy Environ Sci 2014, 7, 1895–1901)
Figure 9 TaB2/Ta2O5 core/shell particles. The left panel: schematic of a TEM image of TaB2/Ta2O5 core/shell particles with a function of promoting the separation of photoexcited electrons and holes. The right panel: band alignment of Ta2O5 referring to Fermi level of TaB2 and Pt as co-catalyst. (Constructing metallic/semiconducting TaB2/Ta2O5 core/shell heterostructure for photocatalytic hydrogen evolution, Adv Energy Mater 2014, 4, **)
Figure 10 Ferroelectric field assisted selective deposition of co-catalysts on different sides of facet. (a) Schematic of single-domain & single crystalline ferroelectric material with in-built electric field; (b) SEM image of PbTiO3 nanoplates with dominant {001} facets; (c) SEM image of PbTiO3 nanoplates with a selective depositionof Au and MnOx on different sides; (d) Comparison of photocatalytic hydrogen generation between the PbTiO3 with the selective deposition of reducing co-catalyst Pt and the PbTiO3 with the nonselective deposition of reducing co-catalyst Pt. (Selective Deposition of Redox Co-catalysts to Improve the Photocatalytic Activity of Single-Domain Ferroelectric PbTiO3 Nanoplates, Chemical Communications 2014, 50, 10416 -10419)
? 未知光催化材料探索
致力于探索未知的具有宽谱强可见光吸收的光催化材料,同时新材料的组成元素地壳储量丰富,进一步丰富光催化材料库。
Figure 11 α-S photocatalyst. The left panel: UV-visible absorption spectrum of α-sulfur. The inset is a photograph of the α-S crystal powder. The right panel: Applied potential bias dependence of the photocurrent generated by the photoanode of α-S crystals under UV?visible and visible light irradiation. (α-sulfur crystals as a visible light active photocatalyst, J Am Chem Soc 2012, 134, 9070-9073)
Figure 12 β-boron photocatalyst. The left panel: schematic of atomic structure of β-boron. The right panel: UV-visible absorption spectra of boron powder with and without surface amorphous layer (Visible-light-responsive β-rhombohedral boron photocatalysts, Angew Chem Int Ed 2013, 52, 6242-6245)
? 纳米结构光催化材料
致力于通过降低光催化材料在某一个或两个方向的尺寸至纳米量级,从而缩短光生载流子从体相扩散至表面所经历的路径,进而降低光生电子空穴的复合几率,提高光催化活性。
Figure 13 g-C3N4 nanosheets. SEM images of bulk g-C3N4 and g-C3N4 nanosheets (Graphene-like carbon nitride nanosheets for improved photocatalytic activities, Adv Funct Mater 2012, 22, 4763-4770)
Figure 14 Photoanode of Ta3N5 nanorod arrays. SEM image of Ta3N5 nanorod arrays supported on Ta substrate and photoelectrochemical water oxidation activity of Co(OH)x modified Ta3N5 (Template-free synthesis of Ta3N5 nanorod arrays for efficient photoelectrochemical water splitting, Chem Commun 2013, 49, 3019-3021)
社会任职:
获奖及荣誉:
2014
? 国家自然科学基金委优秀青年基金获得者
2013
? “****”首批青年拔尖人才
2012
? 太阳能光化学与光催化研究领域优秀青年奖
? 中科院沈阳分院优秀青年科技人才奖
2011
? 全国百篇优秀博士论文
? 中国科学院金属研究所优秀青年学者奖(基础与应用基础类)
2010
? 中国科学院卢嘉锡青年人才奖
? 中国科学院优秀博士论文
2009
? 中国科学院院长优秀奖
? 中国科学院金属研究所青年学术报告一等奖
? 中国科学院金属研究所师昌绪奖学金一等奖
代表论著:
1. G. Liu, H. G. Yang, J. Pan, Y. Q. Yang, G. Q. Lu,* H. M. Cheng,* Titanium dioxide crystals with tailored facets, Chemical Reviews 114 (19), 9559?9612, (2014).
2. P. Niu, L. C. Yin, Y. Q. Yang, G. Liu,* H. M. Cheng, Increasing the visible light absorption of graphitic carbon nitride (melon) photocatalysts by homogeneous self-modification with nitrogen vacancies, Advanced Materials 2014, DOI: 10.1002/adma.**.
3. Y. Q. Yang, C. H. Sun, L. Z. Wang, Z. Liu, G. Liu,* X. L. Ma, H. M. Cheng, Constructing metallic/semiconducting TaB2/Ta2O5 core/shell heterostructure for photocatalytic hydrogen evolution, Advanced Energy Materials 4 (12), **, (2014).
4. Y. P. Xie, Z. B. Yu, G. Liu,* X. L. Ma, H.-M. Cheng,* CdS-mesoporous ZnS core-shell particles for efficient and stable photocatalytic hydrogen evolution under visible light, Energy & Environmental Science 7 (6), 1895–1901, (2014).
5. G. Liu, L. C. Yin, P. Niu, W. Jiao, H. M. Cheng,* Visible-light-responsive β-rhombohedral boron photocatalysts, Angewandte Chemie International Edition 52 (24), 6242-6245, (2013).
6. P. Niu, L. L. Zhang, G. Liu*, H. M. Cheng, Graphene-like carbon nitride nanosheets for improved photocatalytic activities, Advanced Functional Materials 22 (22), 4763-4770, (2012).
7. G. Liu, L.-C. Yin, J. Q. Wang, P. Niu, C. Zhen, Y. P. Xie, H.-M. Cheng,* A red anatase TiO2 photocatalyst for solar energy conversion, Energy & Environmental Science 5 (11), 9603-9610, (2012).
8. G. Liu, P. Niu, L. C. Yin, H. M. Cheng*, α-sulfur crystals as a visible light active photocatalyst, Journal of the American Chemical Society, 134 (22), 9070-9073, (2012).
9. G. Liu, J. Pan, L. C. Yin, J. TS Irvine, F. Li, J. Tan, P. Wormald, H.-M. Cheng*, Heteroatom-modulated switching of photocatalytic hydrogen and oxygen evolution preferences of anatase TiO2 microspheres, Advanced Functional Materials 22 (15), 3233–3238, (2012).
10. J. Pan, G. Liu*, G. Q. (Max) Lu, H. M. Cheng*, On the true photoreactivity order of {001}, {010} and {101} facets of anatase TiO2 crystals, Angewandte Chemie International Edition 50 (9), 2133-2137, (2011).
近期国际国内会议报告:
在国际、国内学术会议做特邀报告20余次。
近期获得专利:
申请专利9项,获授权4项。
个人网页:
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