2023年4月7日上午10：00，中组部“万人计划”青年拔尖人才、广东省杰青、广州大学化学化工学院副院长刘兆清教授做客彭桓武科教中心量子论坛，主讲了题为《尖晶石电催化材料的结构与性能调控》的学术讲座。讲座在量子楼309会议室举行，由物电院周海青教授主持。

报告开头，刘教授围绕国家重大战略需求-清洁能源，为我们介绍了一下目前电化学能源转换和存储系统中电极材料的界面反应路径和作用机制中存在的关键挑战以及相应的应对策略。随后，刘教授介绍了近十年来在尖晶石材料的组成、电子态优化及协同催化机制，镍基超级电容器的设计与功能化调控，杂化半导体材料的光催化机制等领域开展的系统研究工作。具体工作如下：一、通过调控反应活性位点来提升催化剂性能，使用阴离子（F离子）取代实现了电催化析氧反应机制从吸附演化到晶格氧氧化路径的转换，且F离子强电负性可以有效平衡去质子化过程，提升催化剂结构稳定性，该工作为设计高效可逆氧催化剂提供了新思路。二、通过构建异质结纳米管阵列和界面工程，加快载流子分离速率进而实现高效的光电催化甲醇氧化。由于共边位点的存在，尖晶石材料对甲醇表现出较低的吸附能，降低了反应中间体的活化能垒和甲醛分子的解吸能，生成甲醛的法拉第效率高达97.8%。三、通过电子态优化及协同催化机制设计高效催化剂，提出双金属量子点耦合杂原子掺杂碳材料的设计策略，采用简单的方法将量子点CuCo₂O₄修饰到氮掺杂的碳纳米管（N-CNTs），成功制备了双功能复合材料CuCo₂O₄/N-CNTs。其中，Cu²⁺可以有效调节尖晶石B位金属和杂原子碳的电子态结构。在动力学和传质方面，CuCo₂O₄合金和N-CNT之间强烈的协同催化作用使催化剂表现出更好的氧还原活性和更高的四电子选择性。这项工作为金属耦合碳材料电催化剂设计提供了新的视角。总而言之，刘教授通过深入研究电极界面反应过程中的电荷交换路径和相互作用模式，实现了电极材料的理性设计和器件优化，为研制高效催化剂提供了宝贵的经验。

报告结束后，在场师生积极提问，就光电催化甲醇制取甲酸的转化效率、选择性、析氧催化机制的调控以及Co⁴⁺的精确鉴定等问题展开了热烈的讨论，刘兆清教授以扎实的专业功底、形象的解答赢得了在场师生热烈的掌声。物电院余芳教授、周伟昌副教授、周倩博士、张新刚博士、李谦博士等老师和部分研究生代表参加了本次学术活动。

一审：周海青

二审：贺兵香

三审：廖洁桥