美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室納米材料中心杰出博士后.pdf

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1、姓名張軍性別男出生年月1972年8月出生地甘肅婚姻狀況已婚政治面貌群眾國籍中國從事專業(yè)化學(xué)現(xiàn)工作單位及職位美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室納米材料中心杰出博士后人事關(guān)系所在單位1992年9月－1996年6月蘭州大學(xué)化學(xué)系專業(yè)：無機(jī)化學(xué);所獲學(xué)位：理學(xué)學(xué)士1996年7月－2000年8月蘭州石化公司助理工程師2000年9月－2003年7月蘭州大學(xué)應(yīng)用有機(jī)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專業(yè)：有機(jī)化學(xué);所獲學(xué)位：理學(xué)碩士2003年8月－2004年6月蘭州大學(xué)應(yīng)用有機(jī)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，研究助理2004年7月－2004年12月蘭州理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教師2005年1月－2009年4月

2、美國紐約州立大學(xué)(Binghamton)化學(xué)系專業(yè)：材料化學(xué);所獲學(xué)位：理學(xué)博士2009年5月－2010年4月美國紐約州立大學(xué)Binghamton分?；瘜W(xué)系博士后2010年5月－至今美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室納米材料中心杰出博士后學(xué)者如內(nèi)容較多，本欄目填不下時(shí)，可另紙接續(xù)（下同）。1主要學(xué)術(shù)成就、科技成果及創(chuàng)新點(diǎn)：本人在美國的學(xué)習(xí)和研究內(nèi)容主要包括：用多種化學(xué)及物理方法合成納米尺度的材料，研究其合成過程中的生長和控制機(jī)理，以期建立和完善非傳統(tǒng)的材料生長理論,從而通過設(shè)計(jì)并精確控制納米材料的形貌、結(jié)構(gòu)和尺寸達(dá)到優(yōu)化和控制材料性能的目的；研究并發(fā)展納米材料在能

3、源儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化方面如太陽能利用，新型燃料電池，合成燃料，環(huán)保減碳及在納米半導(dǎo)體器件方面的應(yīng)用。本人的研究取得重要成果，并在包括《美國化學(xué)會(huì)會(huì)志》，《德國應(yīng)用化學(xué)》及《納米快報(bào)》等在內(nèi)的化學(xué)及材料專業(yè)領(lǐng)域頂級(jí)雜志發(fā)表論文十多篇。研究項(xiàng)目具體包括：1.形貌和結(jié)構(gòu)控制的納米結(jié)構(gòu)的光催化劑在新能源及環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用。利用太陽能來捕獲溫室氣體CO2并將其轉(zhuǎn)化為合成燃料是全球控制和減少CO2排放的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，在新能源及環(huán)境保護(hù)方面有極為重要的地位。目前這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵之一是找到新的高效催化劑。本項(xiàng)研究課題就是針對(duì)最大程度地吸收太陽光并提高光量子效率來設(shè)計(jì)制備復(fù)

4、合納米半導(dǎo)體光催化劑，模擬綠色植物體內(nèi)將二氧化碳在水存在下合成有機(jī)分子的過程，研究二氧化碳在可見光照射下的資源化反應(yīng)過程中的物理和化學(xué)機(jī)理，研發(fā)具有潛在應(yīng)用前景、低成本、高性能納米結(jié)構(gòu)光催化劑。這項(xiàng)研究被認(rèn)為是目前全世界科學(xué)和工程材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)領(lǐng)域，也是美國能源部所重點(diǎn)支持研究項(xiàng)目之一。這項(xiàng)技術(shù)的突破將對(duì)綠色能源及環(huán)保產(chǎn)生重大的影響。此課題是本人目前在美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室所從事的主要科研項(xiàng)目之一。2.形貌和結(jié)構(gòu)控制的納米結(jié)構(gòu)催化劑在燃料電池方面的應(yīng)用：質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）具有操作溫度低、能量效率高、無環(huán)境污染等特點(diǎn)，在航天飛行、交通運(yùn)輸、

5、便攜帶電子產(chǎn)品等方面都有廣泛的應(yīng)用前景，是電化學(xué)和能源科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。電催化劑是PEMFC的關(guān)鍵材料之一,但是目前普遍采用的商用鉑碳催化劑活性太低而成本過高,極大地限制了其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。本研究課題通過設(shè)計(jì)和精確控制納米晶體催化劑的結(jié)構(gòu)，形貌和尺寸來調(diào)控催化劑的表面晶體結(jié)構(gòu)和電子特征，進(jìn)而大幅度提高催化劑的性能。此課題是本人博士在讀期間以主要參預(yù)者參加的一項(xiàng)重要科研項(xiàng)目。此項(xiàng)目的研究已取得重大突破，測(cè)試表明形貌控制合成的鉑系合金催化劑最佳氧還原催化活性超過美國能源部2010預(yù)定目標(biāo)值。部分結(jié)果在《美國化學(xué)會(huì)會(huì)志》，《德國應(yīng)用化學(xué)》及《納米

6、快報(bào)》發(fā)表論文多篇，并已與2009年底申報(bào)美國專利。該項(xiàng)研究成果也引起了美國著名汽車制造商通用汽車公司的注意并得到其后續(xù)研究投資，目前與通用研發(fā)部門的進(jìn)一步的合作及商用化研究已經(jīng)在進(jìn)行當(dāng)中。3.形貌控制的納米材料的電子器件方面的應(yīng)用。形貌和結(jié)構(gòu)控制的納米復(fù)合半導(dǎo)體材料是目前納米科技中最為前沿的課題之2一。它們具有優(yōu)越的物理性能，是構(gòu)造納米尺度元器件如激光器、傳感器、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、發(fā)光二極管、邏輯線路、自旋電子器件以及量子計(jì)算機(jī)等的結(jié)構(gòu)單元。此研究課題利用濕化學(xué)法合成高質(zhì)量半導(dǎo)體納米單晶如ZnTe，In2O3，PbTe，InP等，研究其合成過程中的生

7、長和控制機(jī)理，通過設(shè)計(jì)和精確控制納米半導(dǎo)體材料的形貌、結(jié)構(gòu)和尺寸來優(yōu)化和控制材料的光學(xué)，電學(xué)等性能。該工作的部分結(jié)果已發(fā)表在《美國化學(xué)會(huì)會(huì)志》及《德國應(yīng)用化學(xué)》上。4.形貌控制的納米晶體的的自組裝自組裝技術(shù)在納米科技、納米材料的發(fā)展與研究中具有重要作用,基于納米晶體的自組裝研究是自組裝技術(shù)研究的重要部分。本項(xiàng)研究利用具有特定形貌如八面體和立方體的金屬（Pt3Ni，Pt3Fe及Pt3Cu）或半導(dǎo)體納米復(fù)合晶體（PbTe/PbO）為組裝模塊，研究晶體單元在二維和三維空間組裝成的具有特殊結(jié)構(gòu)的納米超級(jí)晶格的形成過程以及控制，探索無機(jī)納米晶體及超晶格的物理

8、，化學(xué)性質(zhì)與其形貌和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。該項(xiàng)研究對(duì)于理解納米超晶格材料的結(jié)晶學(xué)特點(diǎn)和探索納米超晶體在催化、光學(xué)、納電子學(xué)領(lǐng)域的