研究方向学术带头人：韩占刚

团队成员：高元哲、马媛媛、张瑞康、于博荣

团队简介：

多酸分子材料团队立足于经济发展对资源、能源的需求，探索新型多酸分子材料在催化、能量转化及检测领域的新应用，旨在制备系列具有特定结构和性能的新型多酸功能分子材料，解决实际应用中的能源和环境问题。

多酸分子材料团队的研究方向主要是开展高活性还原态多酸（钼磷酸、钒系多酸）晶态光电催化材料的定向合成途径、利用多酸分子设计平台特点构筑纳米光电催化材料、设计合成多酸/LDH光电复合催化材料，研究其在光电催化还原废水中六价铬、光电催化水分解析氢析氧、二氧化碳还原、催化有机转化反应中的应用以及其在实际SERS传感中的应用。其特色是对多酸分子功能特性进行深度挖掘，与多种功能复合材料合成化学相结合，推动多酸功能材料在多领域的应用，为新型多酸分子材料的设计和功能研究提供实验基础，解决实际应用中的科学问题。

近年来，团队在新型多酸分子材料的定向设计及潜在应用价值的开发上做了一系列有特色的研究工作。（1）还原型钼磷酸盐稳定的低价主族金属化合物的设计合成。还原性沙漏型钼磷酸盐{M(P₄Mo₆)₂}的高负电荷表面可以呈现出类似于有机茂式烯烃的共轭离域电子特征，利用多酸的这一特征将其作为共轭螯合支架，成功实现了Al(I)物种的稳定，该催化剂在无溶剂多米诺有机化学反应中展现出广阔的应用潜力。该成果发表在Chemical Science, 2021, 12, 1886-1890。该项工作不仅为新型低价态金属衍生物的制备提供了一个新的思路，还对开发高活性多功能绿色反应催化剂具有重要意义。（2）利用沙漏型还原态多金属氧酸盐独特的氧化还原性和灵活的可修饰性，构建出稳定的异金属修饰三维多酸框架网络催化剂，实现宽pH范围下水体重金属六价铬的超痕量检测，该工作发表在Chemical Engineering Journal, 2021, 418, 129408。这为水体重金属污染检测领域和功能催化材料的设计制备提供路线。（3）基于层状双金属氢氧化物(LDHs)构筑TiO₂核壳结构纳米片光催化剂，制备得到的LDO@TiO₂具有良好的光催化降解染料性能，为设计合成高比表面积的TiO₂异质结构光催化剂提供了新的制备路线。该工作被选为Dalton Transactions期刊内封面文章。（4）基于膨胀石墨在无溶剂条件下原位调控银纳米颗粒尺寸和排布，构筑具有高性能表面增强拉曼（SERS）活性的基底，实现痕量物质的高灵敏检测。上述SERS基底可在强酸强碱条件下保持活性，并且经过长时间储存也表现出了优异的稳定性。该成果发表于Applied Surface Science, 2022, 592, 153264。这项工作为未来开发商业化的高性能SERS基底提供了新的策略。

多酸分子材料团队具有结构合理的学术梯队，包括教授1人，副教授3人，讲师1人。承担国家自然科学基金3项，河北省自然科学基金8项，河北省杰出青年科学基金1项，河北省优秀青年科学基金1项，河北省教育厅青年拔尖人才项目1项，河北省教育厅一般项目1项，中国博士后站前特别资助项目1项。研究团队在Energy Environ. Sci.、Appl. Catal. B、Chem. Sci.、Chem. Eng. J.、J. Catal.、J. Mater. Chem. A、Sensor Actuat. B、Inorg. Chem.、Chem. Eur. J.、Dalton Trans.、Appl. Surf. Sci.、J. Alloys Compd.、Int. J. Hydrogen Energy、Cryst. Growth Des.等国内外重要学术期刊上发表论文180余篇。授权专利4项。团队成员多次参加国内学术会议，韩占刚教授在第八届多酸化学研讨会和中西部地区无机化学化工学术研讨会做邀请报告，张瑞康副教授在第十四届华北五省市化学学术研讨会上做报告。研究成果“非共价键弱作用力诱导的多酸簇超分子组装体的构建规律研究（2013ZR3007）”获得年河北省自然科学三等奖。

图1 多酸分子材料团队合影

图2 还原态钼磷酸盐稳定低价铝化合物的合成

图3 沙漏型钼磷酸盐催化剂实现宽pH范围水体中六价铬的超痕量检测

图4 柔性膨胀石墨基材料用于水产品痕量违禁添加物的表面增强拉曼检测

图5 团队获得授权的部分国家专利

图6 团队成员在会议上作学术报告

图7 河北省科学技术自然科学三等奖证书