創“國際首次”！近日，湖北教授團隊再獲重要進展，成果登上《美國化學會志》

2021年世界衛生組織（WHO）釋出《全球空氣質量指南》指出，空氣汙染是人類健康面臨的最大環境威脅之一，並透過資料估計空氣汙染每年至少造成700萬人過早死亡。近日，華中師範大學化學學院郭彥炳教授課題組在分子氧活化去除大氣汙染物領域取得了重要進展，該成果發表在化學領域著名學術期刊《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)上。

論文題為“Neighboring sp−hybridized carbon participated molecular oxygen activation on the interface of sub-nano cluster CuO/Graphdiyne ” (J. Am. Chem. Soc.2022, 144,4942–4951)。2019級博士研究生潘傳奇為該論文第一作者，郭彥炳教授為唯一通訊作者。

郭彥炳，教授，博士生導師，化學學院副院長。近五年來，郭彥炳教授開展了深入的應用基礎和批次化製備技術研究，提出了“金屬氧化物表/介面電子轉移調控促進氣相催化反應”原理，設計並詮釋了介面電子轉移促進的晶格氧活化機制；探索出表面氧空位活化分子氧增強VOCs催化氧化活性的新途徑；闡明催化劑活性位點局域電子結構與其SO2中毒效能間的構效關係，指導了高效催化劑的創制。

分子氧(O2)在空氣含量豐富（21%，體積分數），是一些重要氧化過程的理想和綠色氧化劑，涉及從人體的新陳代謝、癌症治療，到能量轉換和環境修復的眾多過程。然而，由於其自旋平行電子的三重態太穩定，基態的O2難以直接參與反應。有效地將O2從穩定的基態啟用到活性氧的高能態是科學家們近幾十年來一直在探索的重要科學問題。

在國家自然科學基金委和科技部外專專案資助下，郭彥炳課題組近年來圍繞分子氧活化去除大氣汙染物進行了深入探索。該課題組在國際上首次提出“sp-碳參與的氧活化”概念，並率先開展了系統研究。

最近，該課題組透過精準介面調控構築了亞奈米團簇氧化銅/石墨炔催化劑，首次提出並在實驗上實現了sp碳參與分子氧活化促進的一氧化碳（CO）低溫催化氧化。研究發現亞奈米團簇氧化銅與石墨炔的介面處獨特的sp雜化碳和銅位點可以透過橋式構型提供電子給吸附氧的反鍵軌道,有效地活化氧分子，並透過單電子轉移路徑將分子氧還原為超氧物種（·O2-）。基於上述效能優勢，亞奈米團簇氧化銅/石墨炔相比於亞奈米團簇氧化銅/石墨烯，亞奈米團簇氧化銅/活性炭等材料展示出了更優異的CO低溫氧化效能。

該研究工作揭示了石墨炔基材料sp雜化碳有效提高分子氧活化效率的分子機制，有望應用於自然界廣泛存在的眾多氧化過程中，也為高效催化材料的設計提供了新思路。

2016年9月，華中師範大學化學學院郭彥炳教授組建起大氣汙染控制科學與技術課題組，從事大氣汙染治理、奈米環境催化材料、可揮發性有機汙染物控制等方面科研工作，現已建立起一支由教授、研究員、副教授、講師和多名國內外博士後以及碩博研究生組成的富有朝氣的青年創新研究團隊，且歡迎有志於此的本科生入組。

華中師範大學化學學科的悠久歷史可追溯至1929年建立的華中大學化學系和1930年建立的中華大學化學系，經過多位化學巨擘多年深耕科創沃土，如今“化學學科”在2021軟科世界一流學科中位151-200，在2021軟科中國最好學科排名中位列前20%。

化學學院師資力量雄厚，現有教職工137人，包括中科院院士（雙聘）、加拿大皇家科學院院士（兼職）等一批國家級、省部級高層次人才，有教育部創新團隊、湖北省優秀創新群體、湖北省優秀教學團隊在此培育桃李。

今年年初，教育部公佈了第二批“全國高校黃大年式教師團隊”名單，華中師範大學化學學院“農藥化學教師團隊”入選，團隊堅持心有大我、至誠報國，堅持立德樹人、教書育人，教授長期為本科生、研究生授課，指導學生獲得科研立項、創新創業專案320多項，團隊科研成果向教學成果轉化13項。

立德修身，潛心治學，開拓創新，為當好學生成長的引路人，為培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人，為全面建設社會主義現代化國家不斷作出新貢獻，華師人一直在路上！

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