创“国际首次”！近日，湖北教授团队再获重要进展，成果登上《美国化学会志》

2021年世界卫生组织（WHO）发布《全球空气质量指南》指出，空气污染是人类健康面临的最大环境威胁之一，并通过数据估计空气污染每年至少造成700万人过早死亡。近日，华中师范大学化学学院郭彦炳教授课题组在分子氧活化去除大气污染物领域取得了重要进展，该成果发表在化学领域著名学术期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上。

论文题为“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级博士研究生潘传奇为该论文第一作者，郭彦炳教授为唯一通讯作者。

郭彦炳，教授，博士生导师，化学学院副院长。近五年来，郭彦炳教授开展了深入的应用基础和批量化制备技术研究，提出了“金属氧化物表/界面电子转移调控促进气相催化反应”原理，设计并诠释了界面电子转移促进的晶格氧活化机制；探索出表面氧空位活化分子氧增强VOCs催化氧化活性的新途径；阐明催化剂活性位点局域电子结构与其SO2中毒性能间的构效关系，指导了高效催化剂的创制。

分子氧(O2)在空气含量丰富（21%，体积分数），是一些重要氧化过程的理想和绿色氧化剂，涉及从人体的新陈代谢、癌症治疗，到能量转换和环境修复的众多过程。然而，由于其自旋平行电子的三重态太稳定，基态的O2难以直接参与反应。有效地将O2从稳定的基态激活到活性氧的高能态是科学家们近几十年来一直在探索的重要科学问题。

在国家自然科学基金委和科技部外专项目资助下，郭彦炳课题组近年来围绕分子氧活化去除大气污染物进行了深入探索。该课题组在国际上首次提出“sp-碳参与的氧活化”概念，并率先开展了系统研究。

最近，该课题组通过精准界面调控构筑了亚纳米团簇氧化铜/石墨炔催化剂，首次提出并在实验上实现了sp碳参与分子氧活化促进的一氧化碳（CO）低温催化氧化。研究发现亚纳米团簇氧化铜与石墨炔的界面处独特的sp杂化碳和铜位点可以通过桥式构型提供电子给吸附氧的反键轨道,有效地活化氧分子，并通过单电子转移路径将分子氧还原为超氧物种（·O2-）。基于上述性能优势，亚纳米团簇氧化铜/石墨炔相比于亚纳米团簇氧化铜/石墨烯，亚纳米团簇氧化铜/活性炭等材料展示出了更优异的CO低温氧化性能。

该研究工作揭示了石墨炔基材料sp杂化碳有效提高分子氧活化效率的分子机制，有望应用于自然界广泛存在的众多氧化过程中，也为高效催化材料的设计提供了新思路。

2016年9月，华中师范大学化学学院郭彦炳教授组建起大气污染控制科学与技术课题组，从事大气污染治理、纳米环境催化材料、可挥发性有机污染物控制等方面科研工作，现已建立起一支由教授、研究员、副教授、讲师和多名国内外博士后以及硕博研究生组成的富有朝气的青年创新研究团队，且欢迎有志于此的本科生入组。

华中师范大学化学学科的悠久历史可追溯至1929年建立的华中大学化学系和1930年建立的中华大学化学系，经过多位化学巨擘多年深耕科创沃土，如今“化学学科”在2021软科世界一流学科中位151-200，在2021软科中国最好学科排名中位列前20%。

化学学院师资力量雄厚，现有教职工137人，包括中科院院士（双聘）、加拿大皇家科学院院士（兼职）等一批国家级、省部级高层次人才，有教育部创新团队、湖北省优秀创新群体、湖北省优秀教学团队在此培育桃李。

今年年初，教育部公布了第二批“全国高校黄大年式教师团队”名单，华中师范大学化学学院“农药化学教师团队”入选，团队坚持心有大我、至诚报国，坚持立德树人、教书育人，教授长期为本科生、研究生授课，指导学生获得科研立项、创新创业项目320多项，团队科研成果向教学成果转化13项。

立德修身，潜心治学，开拓创新，为当好学生成长的引路人，为培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，为全面建设社会主义现代化国家不断作出新贡献，华师人一直在路上！

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