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熊智涛 (ZhiTao Xiong)
研究员 硕士生导师
( Professor, Ph. D.)
电话:+86-411-84379583
传真:+86-411-84685940
Email: xzt@dicp.ac.cn
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1993年本科毕业于厦门大学化学系。1996和1999年获厦门大学物理化学专业硕士及博士学位。2000年赴新加坡国立大学物理系从事博士后研究工作。2008年作为大连化学物理研究所“百人计划”引进人才加入新组建的1901组。
主要研究介绍:
主要从事储氢材料的研究与开发,特别是在建立与发展金属-氮基储氢材料的研究工作中积累了丰富经验。金属-氮基储氢材料的研究成果最早发表在2002年《自然》杂志。在这项研究中,氮元素首次被引入了储氢体系;近11%(重量比)的氢为氮化锂(Li3N)化学吸附;氢化产物为胺基锂(LiNH2,amide)和氢化锂(LiH,hydride),Li3N+2H2?LiNH2+2LiH。氢脱附过程涉及LiNH2-LiH间的协同作用,因为氢气可以在相对于LiNH2和LiH单体分解更低的温度条件下脱附。对协同反应的机理可简单解释为以下两种作用的结果:1)LiNH2与LiH分子中的H由于分别键合高电负性的N和高电正性的Li而呈现决然相反的价态,正氢与负氢间形成双氢键进而结合成氢分子;2)LiNH2上N的孤对电子与LiH的金属阳离子间建立donor-acceptor相互吸引。对LiNH2-LiH协同作用机理的认识意义在于该协同作用必然存在于所有的amide-hydride体系
(示意图如下)
。

传统的金属合金储氢研究多从吸氢过程着手,即“储”的过程。而金属-氮基储氢体系的建立为未来储氢研究提供了新思维和新方向,即探寻全新的储氢体系可以从寻找高含氢量的富氢材料着手,借鉴amide-hydride协同反应的理论基础,释放所含氢并达成可观量。通过研究脱氢反应热力学,预见吸氢过程的可能性,从而获得高能量密度的循环储氢体系。目前金属-氮基储氢材料已经发展壮大,成为储氢研究领域最重要的发展分支。多组amide-hydride体系被考察研究,取决于脱氢反应热力学性能,它们或用于循环吸氢,或用于产氢。
在材料合成方面,amide-hydride协同作用也提供了新化合物的合成途径,这些新化合物通常为金属亚胺基类化合物或氮化物,统称金属-氮基材料。已合成的金属亚胺基类化合物有Li2Mg(NH)2, Li2Ca(NH)2和MgCa(NH)2。它们独特的物质结构极大的丰富了材料科学认识。
主要研究方向:
1. 复合氢化物储氢;2. 金属-氮基新材料的合成;3. 加氢催化剂。
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| 代表性文章 REPRESENTATIVE PUBLICATIONS |
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Chen P, Xiong ZT, Luo JZ, Lin JY, Tan KL, Interaction of hydrogen with metal nitrides and imides, Nature, 2002, 420 (6913): 302-304. |
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Xiong ZT, Wu GT, Hu JJ, Chen P,Ternary imides for hydrogen storage, Advanced Materials, 2004, 16 (17): 1522-1525 . |
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Xiong ZT, Wu GT, Hu JJ, Liu YF, Chen P, Luo WF, Reversible hydrogen storage by a Li-Al-N-H complex, Advanced Functional Materials,2007, 17(7): 1137-1142. |
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Xiong ZT, Yong CK, Wu GT, Chen P, Shaw W, Karkamkar A, Autrey T, Jones MO, Johnson SR, Edwards PP, David WIF, High-capacity hydrogen storage in lithium and sodium amidoboranes, Nature Materials, 2008, 7(2): 138-141. |
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