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刘志强:深耕科研 以德育人

发布时间:2024-03-08 发布者:雷火电竞亚洲官网 浏览次数:

刘志强,雷火电竞亚洲官网/核磁共振与分子交叉研究院教授,湖北省杰青,湖北省"青年拔尖人才",雷火电竞lh官方网站"香涛青年百人",Green Carbon青年编委,主要聚焦于多相催化领域分子筛扩散机制研究。以第一/通讯(含共同)作者在Science,Science Advances,PNAS,Nature Nanotechnology,Nature Communications发表论文二十余篇,主持国家自然科学青年基金、湖北省杰出青年基金、中国博士后科学基金特别资助等多项基金,作为核心骨干参与基金委重点项目、国家自然科学基金专项和科技部重点研发计划青年科学家项目。

科研攻关,卓有成效

刘志强老师本硕期间主修物理专业,在中国科学院读博期间通过导师接触到分子筛固体催化剂,从而进入多相催化领域从事分子筛扩散的微观机制研究。研究成果主要聚焦于分子筛限域扩散。分子筛是一类具有规则骨架结果的多孔催化剂,在工业领域应用非常广泛。刘老师主要贡献可分为以下几点:第一发现了分子筛孔道中反应物的浓度聚集有利于提高催化效率;第二提出可以通过接触时间将扩散和反应之间进行关联;第三发现了具有连续交叉孔结构的分子筛能够在高浓度情况下保持较好的扩散性能;第四提出了分子筛扩散过程中的“热阻效应”机理;第五发现通过调控局域的微平衡能够加速扩散,进而提升反应性能。

刘老师以第一/共一/共通作者在 Science (2篇),Nature Nanotechnology (1篇), PNAS (1篇),Science Advances (1篇),Nature Communications(3篇),AIChE Journal (1篇), CCS Chem. (1篇), ACS Catalysis (2篇), Journal of Catalysis (2篇) 等国内外主流物理化学期刊上发表SCI论文二十余篇。

“研究过程中遇到的困难有很多我们不可能把所有的条件都考虑清楚,所以我们要抓住最重点的科学问题或者最重要的因素来解决这些问题。

科研心得,稳不放弃

敢坐冷板凳:

刘志强老师不擅长复杂的化学反应网络,但通过研究相对简单一些的基元反应,把物理碰撞的思想运用到催化过程中,转换成更适合自己的研究思路。在刚进这个领域会遇到很多困难,例如方向不热门,文章发的档次不高,但刘老师通过多与外界交流,进一步认识到领域的重要性,为此他一方面坚持模型和方法的发展,把特色做好;另外一方面不断地实验和企业交流,提炼新的思想和科学问题,慢慢的合作组越来越多,想法也越来越多,领域慢慢打开,工作也越做越好,越做越深。

“人生的转折大致是在每个坚持不下来的那一刻!

科研发展,方向之析

刘志强老师认为分子筛扩散这块是非常有必要研究的,可以通过研究扩散和反应的耦合进而为新型催化剂合成提供思路,从反应物吸附、中间体反应、产物扩散等多个角度提升催化性能。然而扩散反应的耦合其实是比较难的,扩散和反应都存在多个时间和空间尺度,需要发展新扩散研究方法,进而揭示扩散是如何影响催化效率的。多相催化过程中分子筛扩散研究的难点在于考虑工况情况下扩散测量,比如实际环境通常是高温、高压,混合扩散,且催化过程不断有新的生成物,有副反应生成的积碳,这些都会对扩散产生影响。扩散也有多个尺度,包括微观、介观及宏观多尺度,如何从多个尺度来揭示扩散机制也存在挑战,未来需要结合多尺度理论模拟和机器学习方法,以及扩散实验共同研究分子筛扩散。

“在扩散领域的一些工作。我们可能不能做到影响该领域的研究方向,但是大家会慢慢的会接受我们的这些观念,然后我们会解释一些实验中难解释的一些问题,有一些借鉴作用。

教书育人,排忧解惑

了解学生特长,发挥学生能力最大化:

刘老师善于发现学生长处,学生物理和数学基础好,就指导公式的推导和程序的编写;学生的化学基础好,就指导往催化机理研究发展;学生动手能力强,就指导实验,强化动手能力;要求学生多看文献,在组会多交流,多参加外面的会议,与外面的课题组多合作,了解学生思想,定制培养方案。

认真且严谨,严格不教条:

刘老师曾经指导一个学生做的一个课题得出的结果与常识相违背,第一反应是他做错了,但经过仔细检查,发现这是一个全新的现象,并揭示了长链烷烃在沸石分子筛孔道中扩散系数随着湿度升高而逐渐减慢的微观机制。为此刘老师认为指导学生的过程中,如果学生实验所得出的结果与常规情况不符合时,不能直接否认,需要去验证。


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