劉志強:深耕科研 以德育人

發布時間:2024-03-08 發布者:永利6774app手机版官网 浏覽次數:

劉志強,永利6774app手机版官网/核磁共振與分子交叉研究院教授,湖北省傑青,湖北省"青年拔尖人才",永利6774app手机版官网"香濤青年百人",Green Carbon青年編委,主要聚焦于多相催化領域分子篩擴散機制研究。以第一/通訊(含共同)作者在Science,Science Advances,PNAS,Nature Nanotechnology,Nature Communications發表論文二十餘篇,主持國家自然科學青年基金、湖北省傑出青年基金、中國博士後科學基金特别資助等多項基金,作為核心骨幹參與基金委重點項目、國家自然科學基金專項和科技部重點研發計劃青年科學家項目。

科研攻關,卓有成效

劉志強老師本碩期間主修物理專業,在中國科學院讀博期間通過導師接觸到分子篩固體催化劑,從而進入多相催化領域從事分子篩擴散的微觀機制研究。研究成果主要聚焦于分子篩限域擴散。分子篩是一類具有規則骨架結果的多孔催化劑,在工業領域應用非常廣泛。劉老師主要貢獻可分為以下幾點:第一發現了分子篩孔道中反應物的濃度聚集有利于提高催化效率;第二提出可以通過接觸時間将擴散和反應之間進行關聯;第三發現了具有連續交叉孔結構的分子篩能夠在高濃度情況下保持較好的擴散性能;第四提出了分子篩擴散過程中的“熱阻效應”機理;第五發現通過調控局域的微平衡能夠加速擴散,進而提升反應性能。

劉老師以第一/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) 等國内外主流物理化學期刊上發表SCI論文二十餘篇。

“研究過程中遇到的困難有很多我們不可能把所有的條件都考慮清楚,所以我們要抓住最重點的科學問題或者最重要的因素來解決這些問題。

科研心得,穩不放棄

敢坐冷闆凳:

劉志強老師不擅長複雜的化學反應網絡,但通過研究相對簡單一些的基元反應,把物理碰撞的思想運用到催化過程中,轉換成更适合自己的研究思路。在剛進這個領域會遇到很多困難,例如方向不熱門,文章發的檔次不高,但劉老師通過多與外界交流,進一步認識到領域的重要性,為此他一方面堅持模型和方法的發展,把特色做好;另外一方面不斷地實驗和企業交流,提煉新的思想和科學問題,慢慢的合作組越來越多,想法也越來越多,領域慢慢打開,工作也越做越好,越做越深。

“人生的轉折大緻是在每個堅持不下來的那一刻!

科研發展,方向之析

劉志強老師認為分子篩擴散這塊是非常有必要研究的,可以通過研究擴散和反應的耦合進而為新型催化劑合成提供思路,從反應物吸附、中間體反應、産物擴散等多個角度提升催化性能。然而擴散反應的耦合其實是比較難的,擴散和反應都存在多個時間和空間尺度,需要發展新擴散研究方法,進而揭示擴散是如何影響催化效率的。多相催化過程中分子篩擴散研究的難點在于考慮工況情況下擴散測量,比如實際環境通常是高溫、高壓,混合擴散,且催化過程不斷有新的生成物,有副反應生成的積碳,這些都會對擴散産生影響。擴散也有多個尺度,包括微觀、介觀及宏觀多尺度,如何從多個尺度來揭示擴散機制也存在挑戰,未來需要結合多尺度理論模拟和機器學習方法,以及擴散實驗共同研究分子篩擴散。

“在擴散領域的一些工作。我們可能不能做到影響該領域的研究方向,但是大家會慢慢的會接受我們的這些觀念,然後我們會解釋一些實驗中難解釋的一些問題,有一些借鑒作用。

教書育人,排憂解惑

了解學生特長,發揮學生能力最大化:

劉老師善于發現學生長處,學生物理和數學基礎好,就指導公式的推導和程序的編寫;學生的化學基礎好,就指導往催化機理研究發展;學生動手能力強,就指導實驗,強化動手能力;要求學生多看文獻,在組會多交流,多參加外面的會議,與外面的課題組多合作,了解學生思想,定制培養方案。

認真且嚴謹,嚴格不教條:

劉老師曾經指導一個學生做的一個課題得出的結果與常識相違背,第一反應是他做錯了,但經過仔細檢查,發現這是一個全新的現象,并揭示了長鍊烷烴在沸石分子篩孔道中擴散系數随着濕度升高而逐漸減慢的微觀機制。為此劉老師認為指導學生的過程中,如果學生實驗所得出的結果與常規情況不符合時,不能直接否認,需要去驗證。


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