报告人：朱永法教授 (清华大学化学系)
报告题目：有机半导体可见光催化环境、能源和肿瘤治疗探索
报告时间：2021年06月26日（星期六）下午2点
报告地点：909-B厅
摘要
有机半导体可以通过调控前驱体分子生色基团和助色基团的结构，实现光催化剂的宽光谱响应、消光系数高以及能带结构可调控。合成的PDI和卟啉等超分子和聚合物光催化剂，在可见光辐照下，不仅可以降解和矿化苯酚等难降解的污染物，还可以分解水产氢和产氧。
通过简单的溶液相方法构建了氢键自组装而成的PDINH全有机超分子结构。该自组装PDINH超分子光催化剂具有优异的可见光降解苯酚与光解水产氧（无助催化剂）活性。在可见光辐照下，污染物降解性能达到了C3N4的16倍，其产氧性能达到34.6umolg-1h-1。PDINH超分子的强分子偶极和有序结构提升了内建电场，促进光生载流子的分离和迁移，是光催化高活性的本质。成功构筑高度结晶的尿素-苝酰亚胺聚合物光催化剂，其在无助催化剂条件下实现超高效的分解水产氧（3.2mmolg-1h-1），性能较常规PDI超分子光催化剂提高106.5倍。通过咪唑熔盐制备获得的PDI超分子，具有更高的结晶有序度，其产氧性能可以达到40.6 mmolg-1h-1,400nm处的量子效率达到10.4%。
设计构筑基于四羧基苯基卟啉的自组装超分子光催化剂，实现了全光谱辐照下的双功能分解水产氢和产氧(40.8和36.1μmolg-1h-1)，并具有高效降解污染物活性，其性能达到了C3N4光催化剂的10倍以上。当卟啉超分子与锌配位后，可以提升其还原电位从-0.36V到-1.01V，产氢能力提升85倍，达到3.5 mmolg-1h-1。当苯磺基卟啉与C60构筑超分子DA体系，其产氢能力可以到33.00 mmolg-1h-1。利用产氢活性的C3N4光催化剂与产氧性能的尿素-苝酰亚胺聚合物光催化剂耦合，实现化学计量比的全解水产氢产氧，STH达到0.3%。
建立了基于有机超分子光催化快速杀灭癌细胞和实体瘤的新方法。无金属的超分子光催化剂具有生物安全性，无毒无害特性。并可以通过肿瘤细胞对纳米颗粒尺寸的选择性，实现自动靶向给药，对正常器官没有副作用。在红光（>650 nm）辐照下，被吞噬到肿瘤细胞内部的光催化剂产生强氧化性光生空穴，从内部快速杀灭癌细胞，可以在10分钟内消除直径10mm的肿瘤块，对肿瘤的治愈率达到了100%，大幅提高了小鼠的成活率。该有机光催化肿瘤治疗方法具有很好的应用前景。
个人简介
朱永法,清华大学化学系教授、博导，国家电子能谱中心常务副主任。分别从南京大学、北京大学和清华大学获得学士、硕士和博士学位以及在日本爱媛大学从事博士后研究工作。1988.7月到现在，一直在清华大学化学系工作，从事能源光催化、环境光催化及光催化健康的研究。
获得教育部跨世纪优秀人才及国家自然科学基金委杰青年基金的资助。获得国家自然科学奖二等奖1项, 教育部自然科学奖一等奖2项、二等奖1项，教育部科技进步奖二等奖和三等奖各1次。发表SCI论文410篇，高被引论文38篇；论文总引32600余次，H因子为102。2014-2020年Elsevier高被引学者（化学），2016年Elsevier全球材料科学与工程学科高被引学者，2018-2020科睿唯安“高被引科学家”（化学）。
学术兼职有Applied Catalysis B副主编，中国感光学会副理事长兼光催化专业委员会主任，北京市室内与车内环境净化行业协会会长。中国分析测试协会常务理事，中国化学会环境化学专业委员会委员；环境与能源光催化国家重点实验室学术委员会委员；教育部资源化学重点实验室学术委员会副主任。
联系人：何乐教授