杜希文
杜希文
杜希文,天津大学材料科学与工程学院教授、博士生导师,新能源材料研究所所长,功能材料专业负责人,教育部新世纪优秀人才。清华大学电子显微镜实验室博士,日本国家材料研究所博士后,曾任摩托罗拉高级工程师。在激光合成材料领域取得了多项开创性成果,特别是在长脉宽激光可控合成纳米材料方面取得了显著成就。
工作经历
2014年9月-至今,天津大学新能源材料研究所所长。
2007年6月至今,天津大学材料学院教授,博士生导师,功能材料专业负责人。
2010年9月-2010年10月,昆士兰大学访问教授。
2003年4月-2007年6月,天津大学材料学院副教授。
2002年4月-2003年4月,日本国家材料科学研究所(NIMS)博士后。
2001年4月-2002年4月,摩托罗拉 MOS17主管工程师。
1997年3月-2001年3月,清华大学电子显微镜实验室助教。
学术成就
杜希文教授在材料科学领域有着丰富的学术贡献,包括发展了有机无机化合物杂化发光材料的理论,提出了密堆量子点的新型太阳电池结构,以及建立了长脉宽激光合成纳米材料的系统理论。他的研究成果在国际一流杂志上发表SCI论文200余篇,被SCI引用8000余次。杜希文教授曾获得多项荣誉和奖项,包括天津市自然科学一等奖、天津市青年科技奖、国家教学成果二等奖、天津市产学研突出贡献奖、宝钢优秀教师奖等。
研究方向
杜希文教授的研究方向主要集中在量子点材料与器件、电催化剂合成及其在燃料电池、锌空电池、水电解制氢二氧化碳电还原等领域的应用。他还主持了多项国家级和省部级重点项目,包括973计划子课题、国家自然科学基金面上项目等。
主讲课程
杜希文教授讲授的课程包括《材料现代研究方法》《功能材料导论》《功能材料基础》和《材料科学研究方法论》等。
承担项目
(1) 973计划子课题,2014CB931703,长脉宽LAL技术制备II-VI族半导体量子点,2014/01~2018/12, 529万元,在研,主持。51671141
(2) 国家自然科学基金面上项目,51671141激光掺杂非贵金属纳米颗粒用于定向催化二氧化碳电还原,2017/01-2020/12, 65万元, 在研,主持。
(3)国家自然科学基金面上项目, 51471115, IIB族金属纳米结构气相生长机理研究,2015/01-2018/12, 85万元, 在研,主持。
(4)国家自然科学基金面上项目, 51171127,利用超活泼金属纳米颗粒的置换反应合成多功能复合材料, 2012/01-2015/12, 60万元, 结题,主持。
(5)国家自然科学基金面上项目, 50972102,量子点官能团复合体系的界面态发光研究, 2010/01-2012/12, 35万元, 结题,主持。
(6)国家自然科学基金主任项目,51041006,毫秒激光可控合成纳米结构,2011/01-2011/12, 10万元, 结题,主持。
(7)国家自然科学基金面上项目, 50672065、硅量子点的溅射自组装研究,2007/01-2009/12, 29万元, 结题,主持。
(8)国家自然科学基金青年项目, 50402010, 硅量子点的异常结构及其高效率蓝光发射研究-制备、表征及电致发光, 2005/01-2007/12,25万元, 结题,主持。
(9) 863项目, 2009AA03Z301, 量子点敏化分级结构的太阳能电池,2009/06-2012/12, 94万元, 结题,主持。
(10) 863项目子课题, 2007AA21808、 无毒量子点荧光探针材料的制备和功能化修饰, 2008/01-2010/12, 30万元, 结题,主持。
(11)教育部新世纪优秀人才项目, 502007-2009232NCET-06-0232, 硅基高效率发光材料研究,006/01-2009/12,50万元, 结题,主持。
主要论文
中文论文
英文论文
1. Zhang YY, Han LL, Wang CH, Wang WH, Ling T, Yang J, Dong CK, Lin F, Du XW:Blende CdS Nanocubes with Coordinated Facets for Photocatalytic Water Splitting.ACS Catal2017,7(2):1470-1477.
2. Zhang Y, Yin PF, Liu XH, Mao J, Kulinich SA, Du XW:Tuning Band Structure of Cadmium Chalcogenide Nanoflake Arrays via Alloying for Efficient Photoelectrochemical Evolution.Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids2017,33(26):6457-6463.
3. Song JP, Yin PF, Mao J, Qiao SZ, Du XW:Catalytically active and chemically inert CdIn2S4 coating on a CdS photoanode for efficient and stable H₂O splitting.Nanoscale2017,9(19):6296-6301.
4. Ren KX, Yin PF, Zhou YZ, Cao XZ, Dong CK, Cui L, Liu H, Du XW:Localized Defects on Copper 硫化物 surface for Enhanced PLASMON 共振 and Water Splitting.Small2017,13(36)1700867.
5. Qiu KW, Lu M, Luo YS, Du XW:Engineering hierarchical nanotrees with CuCo2O4 trunks and NiO branches for high-performance supercapacitors.Journal of Materials 化学 A2017,5(12):5820-5828.
6. Meng C, Ling T, Ma TY, Wang H, Hu ZP, Zhou Y, Mao J, Du XW, Jaroniec M, Qiao SZ:Atomically and Electronically Coupled Pt and CoO Hybrid Nanocatalysts for Enhanced Electrocatalytic 表演Advanced Materials2017,29(9)1604607.
7. Liu XH, Yin PF, Kulinich SA, Zhou YZ, Mao J, Ling T, Du XW:Arrays of Ultrathin CdS Nanoflakes with High-Energy surface for Efficient Gas Detection.ACS applied materials \u0026 interfaces2017,9(1):602-609.
8. Ling T, Yan DY, Wang H, Jiao Y, Hu ZP, Zheng Y, Zheng LR, Mao J, Liu H, Du XWet al:Activating (II) 氧化物 nanorods for efficient electrocatalysis by strain engineering.Nat Commun2017,8.1509
9. Li XM, Bi MH, Cui L, Zhou YZ, Du XW, Qiao SZ, Yang J:3D Aluminum Hybrid Plasmonic Nanostructures with Large Areas of Dense Hot Spots and Long-Term Stability.Advanced Functional Materials2017,27(10) 1605703.
10. Dong CK, Fu JY, Liu H, Ling T, Yang J, Qiao SZ, Du XW:Tuning the selectivity and activity of Au catalysts for dioxide electroreduction via grain boundary engineering: a DFT study.Journal of Materials 化学 A2017,5(15):7184-7190.
11. Dong C, Liu ZW, Liu JY, Wang WC, Cui L, Luo RC, Guo HL, Zheng XL, Qiao SZ, Du XWet al:Modest Defective Amorphous Based Nanoparticle Mullite with superior Overall Electrocatalytic 表演 for Oxygen Reduction Reaction.Small2017,13(16):1603903.
12. Zhou Y, Liu H, Yang J, Mao J, Dong CK, Ling T, Du XW:Scalable synthesis of cubic Cu1.4S nanoparticles with long-term stability by laser ablation of salt powder.Chemical Communications2016,52(4):811-814.
13. Zhou Y, Dong CK, Han LL, Yang J, Du XW:滔搏电子竞技俱乐部Down Preparation of Active 氧化物 Catalyst.ACS Catal2016,6(10):6699-6703.
14. Zheng XL, Song JP, Ling T, Hu ZP, Yin PF, Davey K, Du XW, Qiao SZ:Strongly Coupled Nafion Molecules and Ordered Porous CdS Networks for Enhanced Visible-Light Photoelectrochemical Evolution.Advanced Materials2016,28(24):4935-4942.
15. Zheng XL, Dinh CT, de Arquer FPG, Zhang B, Liu M, Voznyy O, Li YY, 卓定 G, Hoogland S, Lu ZHet al:ZnFe2O4 Leaves Grown on TiO2 Trees Enhance Photoelectrochemical H₂O Splitting.Small2016,12(23):3181-3188.
16. Zhang YQ, Li Z, Ling T, Kulinich SA, Du XW:superior gas-sensing 表演 of amorphous CdO nanoflake arrays prepared at room 温度.Journal of Materials 化学 A2016,4(22):8700-8706.
17. Yin PF, Wang JJ, Zhou YZ, Mao J, Qin WJ, Qiao SZ, Ling T, Du XW:Engineering hollow electrodes for hybrid solar cells for efficient light harvesting and carrier collection.Journal of Materials 化学 A2016,4(44):17260-17266.
18. Ling T, Yan DY, Jiao Y, Wang H, Zheng Y, Zheng XL, Mao J, Du XW, Hu ZP, Jaroniec Met al:Engineering surface atomic structure of single-晶体 cobalt (II) 氧化物 nanorods for superior electrocatalysis.Nat Commun2016,7.
19. Li Z, Dong CK, Yang J, Qiao SZ, Du XW:Laser synthesis of clean mesocrystal of cupric oxide for efficient gas sensing.Journal of Materials Chemistry A2016,4(7):2699-2704.
20. Han LL, Meng QP, Wang DL, Zhu YM, Wang J, Du XW, Stach EA, Xin HL:Interrogation of bimetallic particle oxidation in three dimensions at the nanoscale.Nat Commun2016,7.
21. Chen XM, Mao J, Zhou YZ, Yang J, Du XW, Qiao SZ:Laser-driven absorption/desorption of catalysts for producing nanowire arrays in solution.Journal of Materials 化学 A2016,4(2):379-383.
22. Zheng XL, Qin WJ, Ling T, pan CF, Du XW: Nanotube Reinforced CdSe Inverse 蛋白石 with Crack-Free Structure and High Conductivity for Photovoltaic Applications.Advanced Materials Interfaces2015,2(2).
23. Zhang H, Ling T, Du XW:Gas-Phase Cation Exchange toward Porous Single-晶体 CoO Nanorods for 催化 Production.化学 of Materials2015,27(1):352-357.
24. Yin PF, Ling T, Lu YR, Xu ZW, Qiao SZ, Du XW:CdS Nanoflake Arrays for Highly Efficient Light Trapping.Advanced Materials2015,27(4):740-745.
25. Wu WT, Liu H, Dong C, Zheng WJ, Han LL, Li L, Qiao SZ, Yang J, Du XW:Gain High-Quality Colloidal Quantum Dots Directly from Natural Minerals.Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids2015,31(8):2251-2255.
26. Song ST, Cui L, Yang J, Du XW:Millisecond Laser Ablation of Target in Reactive Gas toward MoS2 Fullerene-Like Nanoparticles with Thermally Stable Photoresponse.ACS applied materials \u0026 interfaces2015,7(3):1949-1954.
27. Luo RC, Li C, Du XW, Yang J:Direct Conversion of Bulk Metals to Size-Tailored, Monodisperse Spherical Non-Coinage-Metal Nanocrystals.Angew Chem-Int Edit2015,54(16):4787-4791.
28. Lu YR, Yin PF, Mao J, Ning MJ, Zhou YZ, Dong CK, Ling T, Du XW:A stable inverse 蛋白石 structure of cadmium chalcogenide for efficient H₂O splitting.Journal of Materials 化学 A2015,3(36):18521-18527.
29. Liu LB, Qin S, Wang JJ, Zheng WJ, Du XW:Photothermal synthesis of ultrafine CuxO nanoparticles on nanotubes for photosensitized degradation.Chemical 传播学s2015,51(26):5660-5663.
30. Liu H, Jin P, Xue YM, Dong CK, Li X, Tang CC, Du XW:Photochemical Synthesis of Ultrafine Cubic Boron Nitride Nanoparticles under Ambient Conditions.Angew Che查莉达·薇吉翁彤 Edit2015,54(24):7051-7054.
31. Ling T, Wang JJ, Zhang H, Song ST, Zhou YZ, Zhao J, Du XW:Freestanding Ultrathin Metallic Nanosheets: Materials, Synthesis, and Applications.Advanced Materials2015,27(36):5396-5402.
32. Huang C, Mao J, Chen XM, Yang J, Du XW:Laser-activated gold catalysts for 羧基液体丁腈橡胶phase growth of cadmium selenide nanowires.Chemical Communications2015,51(11):2145-2148.
33. Han LL, Xin HLL, Kulinich SA, Yang LJ, Du XW:Hierarchical, Ultrathin Single-晶体 Nanowires of CdS Conveniently Produced in Laser-Induced Thermal Field.Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids2015,31(29):8162-8167.
34. Han LL, Kulinich SA, Zhang YY, Zou J, Liu H, Wang WH, Li HB, Yang J, Xin HLL, Qiao SZet al:Synergistic synthesis of quasi-monocrystal CdS nanoboxes with high-energy facets.Journal of Materials 化学 A2015,3(46):23106-23112.
35. Zhu ZL, Cui L, Ling T, Qiao SZ, Du XW:CdTe nanoflake arrays on a conductive substrate: template synthesis and photoresponse property.Journal of Materials Chemistry A2014,2(4):957-961.
36. Wang Y, Liu MX, Ling T, Tang CC, Zhi CY, Du XW:Gas-phase anion exchange towards ZnO/ZnSe heterostructures with intensive visible light emission.J Mater Chem C2014,2(15):2793-2798.
37. Wang JJ, Ling T, Qiao SZ, Du XW:Double Open-Circuit 电压 of Three-Dimensional ZnO/CdTe Solar Cells by a Balancing Depletion Layer.ACS applied materials \u0026 interfaces2014,6(16):14718-14723.
38. Ling T, Kulinich SA, Zhu ZL, Qiao SZ, Du XW:Highly Conductive CdS Inverse Opals for Photochemical Solar Cells.Advanced Functional Materials2014,24(5):707-715.
39. Yang J, Ling T, Wu WT, Liu H, Gao MR, Ling C, Li L, Du XW:A top-down strategy towards monodisperse colloidal lead sulphide quantum dots.Nat Commun2013,4.
40. Liu H, Zhou Y, Kulinich SA, Li JJ, Han LL, Qiao SZ, Du XW:Scalable synthesis of hollow Cu2O nanocubes with unique optical properties via a simple 水解based approach.Journal of Materials 化学 A2013,1(2):302-307.
41. Liang J, Du X, Gibson C, Du XW, Qiao SZ:N-Doped Graphene Natively Grown on Hierarchical Ordered Porous for Enhanced Reduction.Advanced Materials2013,25(43):6226-6231.
42. Huang QH, Ling T, Qiao SZ, Du XW:Pyrite nanorod arrays as an efficient counter electrode for dye-sensitized solar cells.Journal of Materials Chemistry A2013,1(38):11828-11833.
43. Zeng HB, Du XW, Singh SC, Kulinich SA, Yang SK, He JP, Cai WP:Nanomaterials via Laser Ablation/Irradiation in 羧基液体丁腈橡胶: A Review.Advanced Functional Materials2012,22(7):1333-1353.
44. Jin MJ, Ma T, Ling T, Qiao SZ, Du XW:Three-dimensional networks of ITO/CdS coaxial nanofibers for 光伏产业 applications.Journal of Materials Chemistry2012,22(26):13057-13063.
45. Chen XY, Ling T, Du XW:Low-temperature synthesis of ZnO/CdS hierarchical nanostructure for photovoltaic application.Nanoscale2012,4(18):5602-5607.
46. Niu KY, Zheng HM, Li ZQ, Yang J, Sun J, Du XW:Laser Dispersion of Detonation Nanodiamonds.Angew Chem-Int Edit2011,50(18):4099-4102.
47. Ling T, Wu MK, Niu KY, Yang J, Gao ZM, Sun J, Du XW:Spongy structure of CdS nanocrystals decorated with dye molecules for 半导体 sensitized solar cells.Journal of Materials 化学2011,21(9):2883-2889.
48. Niu KY, Yang J, Kulinich SA, Sun J, Li H, Du XW:Morphology Control of Nanostructures via Surface Reaction of Metal Nanodroplets.Journal of the American Chemical Society2010,132(28):9814-9819.
49. Qin WJ, Yang XB, Lu YW, Sun J, Kulinich SA, Du XW: nanodisks via a chemical route.化学 of Materials2008,20(12):3892-3896.
50. Fu YS, Du XW, Kulinich SA, Qiu JS, Qin WJ, Li R, Sun J, Liu J:Stable aqueous dispersion of ZnO quantum dots with strong 蓝色 emission via simple solution route.Journal of the American Chemical Society2007,129(51):16029-16033.
重要进展
天津大学杜希文研究组在激光合成材料领域取得了多项开创性成果,率先实现了长脉宽激光可控合成纳米材料(Angew. Chem. Int . Ed. 2015,54, 1, Nat. Commun. 2013, 4, 1695, Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 123 , 4185, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9814,)。
河北工业大学唐成春研究组成功实现了氮化硼基新材料的绿色合成、性能探索以及应用开发。基于各自的优势,双方合作开展激光合成立方氮化硼研究,尝试了多种工艺路线和材料体系,最终利用激光辐照氨硼溶液,在常温常压下合成超细(3.5 nm)立方氮化硼纳米颗粒。研究发现,一个氨硼烷分子可以三个极性溶剂分子结合形成一个基元,该基元可以同时吸收四个激光光子,并将能量传递到氨硼烷分子上,破坏其化学键,实现彻底脱氢。在强烈激光作用下,溶液中产生大量氮化硼分子,引起氮化硼颗粒的爆发式形核,从而获得超细的氮化硼颗粒。超细纳米颗粒的大曲率半径会产生额外的表面压力,使立方相在室温下稳定存在,最终得到了氮化硼颗粒。
该工作取得了如下突破:1.首次报道了室温常压下合成立方氮化硼,并且合成速度极快,整个过程只需要10分钟。2.首次合成了超细立方氮化硼颗粒,尺寸只有3.5纳米,预计其硬度应达到目前材料的最高值。3.实现了氨硼烷的一步快速彻底脱氢,为储氢材料的快速放氢提供了新工艺。
此项研究得到了国家自然科学基金(51041006,51402084,21103224)的支持。
参考资料
杜希文.中国知网.2024-12-12
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