报告人: 赵纪军教授 (大连理工大学)
报告题目: 基于“p带理论”的非金属复合催化剂的计算设计
报告时间：10月07日上午10:30
报告地点: 909楼-B厅
摘要:
新能源的开发和利用是解决能源危机和环境污染的重要途经，贵金属基材料是各种能量转换过程的常用催化剂，然而其规模化应用受到价格和储量的严重限制。为此，有必要开发非金属催化剂。类比过渡金属催化剂的d态中心理论，我们提出了非金属的p态中心理论，并通过复合的方式活化碳/硅原子的p态电子，利用第一性原理计算设计了一系列碳基和硅基催化剂材料。首先，我们将氮掺杂的石墨烯分别与非贵金属、过渡金属氧化物和碳化物复合用于氧还原反应、析氧反应和析氢反应，利用界面耦合和电子转移改变石墨层的电子结构和表面性质，从而调控复合体系的催化性质，获得了高活性甚至双功能的催化剂体系。进一步，我们分别利用银衬底上生长的硅烯和过渡金属掺杂的硅团簇催化二氧化碳加氢反应，通过硅烯的层数或硅团簇的尺寸改变表面硅原子悬挂键的数量和能级，从而调控产物选择性。这些碳基和硅基复合材料的表面吸附性质和催化行为都与碳/硅原子的p轨道中心位置密切相关。最后，我们把“p态理论”拓展到金属氧化物，利用二维氧化锌作为二氧化碳还原的光催化剂，薄层氧化锌由于层间耦合而具有不均匀的电子分布，其表面富集电子，表现出随层数变化的能隙、光吸收性质、催化活性和选择性，氧原子作为活性位点，其吸附性质与p轨道中心位置线性相关。上述结果为非金属催化剂的设计、制备、以及催化性能的精准调控提供了必要的理论指导。
个人简历:
赵纪军， 1992年南京大学强化部本科毕业，1996年南京大学博士毕业。1997至2005年期间，先后在意大利国际理论物理中心、美国北卡大学、华盛顿州立大学担任博士后、研究助理教授、研究员。2006年起任大连理工大学教授，2014年起任三束材料改性教育部重点实验室主任，2017年起任物理学院院长；担任Advances in Physics X等四个SCI国际期刊编委。主要研究领域为低维凝聚态物理、计算材料学。发表SCI论文500余篇，总引用16000多次，H因子64，入选爱思维尔中国高被引学者。享受国务院政府特殊津贴，获国家自然科学二等奖1项、省部级科技奖6项，入选万人计划领军人才、长江学者特聘教授。
联系人：王璐