擬提名的2020年度遼寧省自然科學(xué)獎

1、擬提名的2020年度遼寧省自然科學(xué)獎項目名稱稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光功能材料的研制及其在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用提名者沈陽化工大學(xué)提名意見該項目在973計劃和國家自然科學(xué)基金的資助下，系統(tǒng)開展了稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光功能材料的研制及其在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用工作。獲得的主要成果包括：1. 水熱法制備了系列稀土上轉(zhuǎn)換微/納米功能材料；2. 稀土球形上轉(zhuǎn)換功能材料；3. 稀土上轉(zhuǎn)換材料用于全光譜光催化反應(yīng)。這些成果顯著推進(jìn)了稀土發(fā)光功能材料的基礎(chǔ)研究工作。研制出一些具有應(yīng)用前景的新材料，為稀土發(fā)光材料在我省相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在Dalton Transactions, CrystEngComm，RSC

2、Advances，New Journal of Chemistry 等雜志上，這些成果受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，被 Advanced Materials, Chemical Society Reviews等雜志引用和評述。我單位認(rèn)真審閱了該項目的推薦材料,確認(rèn)全部材料真實有效,相關(guān)欄目均符合填寫要求。推薦前進(jìn)行了公示,目前無異議，推薦該項目為遼寧省自然科學(xué)二等獎。項目簡介稀土元素由于其獨特的電子層結(jié)構(gòu)，具有一般元素?zé)o法比擬的化學(xué)和物理性質(zhì)，因而在照明與顯示、光電轉(zhuǎn)換、催化、生物成像等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，被譽(yù)為新材料的寶庫。其中，稀土上轉(zhuǎn)換功能材料由于其長波長激發(fā)，短波長發(fā)射的獨特光學(xué)性能，多年

3、來一直吸引著人們的關(guān)注。但是，上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光效率普遍不足，并且如何通過各種合成方法學(xué)獲得純度高、尺寸均勻、形貌可控、分散性好的稀土發(fā)光材料，實現(xiàn)其工業(yè)化和應(yīng)用化，一直是該領(lǐng)域研究的熱點和難點問題。此外，傳統(tǒng)光催化材料都存在著各自的缺點，如：光譜響應(yīng)范圍窄、光生電子-空穴的分離和遷移速率不理想以及對光的捕獲能力差等，嚴(yán)重限制其在實際應(yīng)用。該項目主要針對上述問題，在稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光功能材料的研制及其在光催化方面的應(yīng)用取得了具有國際影響力的原創(chuàng)成果。主要科學(xué)發(fā)現(xiàn)點包括：(1)發(fā)展了一種簡單、環(huán)境友好的水熱方法制備了系列稀土上轉(zhuǎn)換微/納米功能材料。通過不同稀土離子的單摻雜/雙摻雜來調(diào)節(jié)發(fā)光顏色，實現(xiàn)在

4、單一基質(zhì)中色度可調(diào)的多顏色上轉(zhuǎn)換發(fā)光。所研制出的一些新型上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在發(fā)光效率、色純度、穩(wěn)定性及壽命等性能超過部分商用產(chǎn)品。代表性論文專著1-3： CrystEngComm, 2012, 14, 5530-5538；RSC Advances, 2012, 2, 11067-11077； New Journal of Chemistry, 2014, 38, 2629-2638。 (2)采用共沉淀和熱處理技術(shù)，制備一系列尺寸均一、分散性好的稀土上轉(zhuǎn)換球形功能材料。解決了傳統(tǒng)制備工藝復(fù)雜、反應(yīng)條件苛刻、材料形貌和尺寸難控制等缺點，并且大大節(jié)省了寶貴的稀土資源。該方法成本低廉、操作簡單、適用范圍廣

5、，為制備其他空心球結(jié)構(gòu)的無機(jī)功能材料開辟了一條切實可行的新途徑。代表性論文專著4-7：Dalton Transactions, 2013, 42, 11082-11091；RSC Advances, 2013, 3, 1410-1419；Materials Research Bulletin, 2012, 47, 4137-4145; Journal of Solid State Chemistry, 2012, 196, 301-308。(3)首次提出結(jié)合稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光和Ag 納米粒子的表面等離子體效應(yīng)協(xié)同催化的新思路。稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在被近紅外光激發(fā)后可以發(fā)射紫外光和可見光，這一獨特的光

6、學(xué)性質(zhì)使其在近紅外催化中有著獨特的優(yōu)勢。同時，貴金屬獨特的表面等離子共振效應(yīng)使其與半導(dǎo)體結(jié)合時，不僅可以使載流子有效分離，同時拓寬光譜響應(yīng)范圍，實現(xiàn)高效的光催化反應(yīng)，實現(xiàn)了復(fù)合材料從紫外光、可見光到近紅外光的全光譜響應(yīng)，高效降解有機(jī)廢水。代表性論文專著8：RSC Advances, 2017, 7, 54555-54561。以上科學(xué)發(fā)現(xiàn)充分證明了稀土功能材料在各個領(lǐng)域有著令人鼓舞的應(yīng)用前景，研究成果得到國內(nèi)外同行的廣泛認(rèn)可和高度評價。8篇代表性論文均發(fā)表在化學(xué)、材料學(xué)，晶體材料學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威SCI 期刊上，特別是被Chemical Reviews, Chemical Society Review

7、s 等國際著名綜述期刊上的文章大篇幅正面評述。大會及主題報告53 次；培養(yǎng)博士研究生8 人，碩士研究生30人；本項目主要參加者獲得國家杰出青年基金、入選國家萬人計劃、國務(wù)院政府特殊津貼、遼寧省“百千萬人才工程”的千人層次人選等人才工程等。代表性論文專著目錄Zhenhe Xu, Bin Feng, Yu Gao, Qian Zhao, Di Sun, Xin Gao, Kelong Li, Fu Ding, Sun, Yaguang Sun, Uniform and well-dispersed GdVO4 hierarchical architectures: hydrothermal syn

8、thesis, morphology evolution, and luminescence properties, CrystEngComm, 2012, 14, 5530-5538.Zhenhe Xu, Shasha Bian, Tao Liu, Liming Wang, Yu Gao, Hongzhou Lian and Jun Lin, Self-Assembled Growth of LuVO4 Nanoleaves: Hydrothermal Synthesis, Morphology Evolution, and Luminescence Properties, RSC Adva

9、nces, 2012, 2, 11067-11077.Yu Gao, Qian Zhao, Zhenhe Xu, Yaguang Sun, Hydrothermally derived NaLuF4:Yb3+, Ln3+ (Ln3+ = Er3+, Tm3+ and Ho3+) microstructures with controllable synthesis, morphology evolution and multicolor luminescence properties, New Journal of Chemistry, 2014, 38, 2629-2638.Yu Gao,

10、Qian Zhao, Qinghong Fang, Zhenhe Xu, Facile fabrication and photoluminescence properties of rare-earth-doped Gd2O3 hollow spheres via a sacrificial template method, Dalton Transactions, 2013, 42, 11082-11091.Zhenhe Xu, Shasha Bian, Jiaqi Wang, Tao Liu, Liming Wang and Yu Gao, Preparation and lumines

11、cence of La2O3:Ln3+ (Ln3+ = Eu3+, Tb3+, Dy3+, Sm3+, Er3+, Ho3+, Tm3+, Yb3+/Er3+, Yb3+/Ho3+) microspheres, RSC Advances, 2013, 3, 1410-1419. Yu Gao, Jian Gong, Miaomiao Fan, Qinghong Fang, Na Wang, Wenchi Han, Zhenhe Xu, Large-scale synthesis of Lu2O3:Ln3+ (Ln3+ = Eu3+, Tb3+, Yb3+/Er3+, Yb3+/Tm3+, an

12、d Yb3+/Ho3+) microspheres and their photoluminescence properties, Materials Research Bulletin, 2012, 47, 4137-4145. Zhenhe Xu, Bin Feng, Shasha Bian, Tao Liu, Mingli Wang, Yu Gao, Di Sun, Xin Gao, Yaguang Sun, Monodisperse and core-shell structured SiO2Lu2O3:Ln3+ (Ln = Eu, Tb, Dy, Sm, Er, Ho, and Tm

13、) spherical particles: A facile synthesis and luminescent properties, Journal of Solid State Chemistry, 2012, 196, 301-308. Yu Gao, Cheng Shi, Jinzhao Feng, Guiyan Zhao, He Yu, Yanfeng Bi, Fu Ding, Yaguang Sun, Zhenhe Xu, Synergistic effect of upconversion and plasmons in NaYF4:Yb3+, Er3+, Tm3+TiO2A

14、g composites for MO photodegradation, RSC Advances, 2017, 7, 54555-54561. 完成人情況高雨，女，1981年6月生，遼寧遼陽市人，副教授，畢業(yè)于東北師范大學(xué)，博士，工作單位：沈陽化工大學(xué)。對本項目做出了主要的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)，提出了本項目的全部學(xué)術(shù)思想，負(fù)者整個項目的研究方向的確定、研究方案的提出、研究路線的制定和項目的組織與實施，負(fù)者全部實驗和論文撰寫工作。 是8篇代表性論文專著的第一或通訊作者和主要作者。丁茯，女，1974年7月生，遼寧營口市人，教授，畢業(yè)于比利時根特大學(xué)，博士，工作單位：沈陽化工大學(xué)。本項目重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)1和3的

15、主要完成人之一，代表性論文專著1和8的主要作者或通訊作者之一。林君，男，1966年11月生，吉林長春市人，研究院，畢業(yè)于中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所，博士，工作單位：中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所。本項目重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)1的主要完成人之一，代表性論文專著2的通訊作者之一。畢延峰，男，1979年6月生，山東淄博人，教授，畢業(yè)于中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所，工作單位：遼寧石油化工大學(xué)。本項目重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)3的主要完成人之一，代表性論文專著8的通訊作者之一。完成人合作關(guān)系說明1.項目第一完成人高雨副教授作為本項目的負(fù)責(zé)人，對本項目做出了主要的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)，提出了本項目的全部學(xué)術(shù)思想，負(fù)者整個項目的研究方向的確定

16、、研究方案的提出、研究路線的制定和項目的組織與實施，負(fù)者全部實驗和論文撰寫工作。 是8篇代表性論文專著的第一或通訊作者和主要作者。2.項目第二完成人丁茯教授與項目第一完成人高雨副教授，自2012年1月1日至2017年12月31日，依托國家自然科學(xué)基金項目，合作開展了本項目重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)1和3的研究工作，是這兩個重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)的主要完成人之一，代表性論文專著1和8的主要作者或通訊作者之一。提出利用水熱法制備了系列稀土微/納米上轉(zhuǎn)換功能材料，實現(xiàn)了對稀土化合物的成分、晶體結(jié)構(gòu)、形貌、尺寸和上轉(zhuǎn)換發(fā)光的顏色可控調(diào)節(jié)；提出利用稀土上轉(zhuǎn)換材料用于全光譜光催化反應(yīng)，實現(xiàn)了材料從紫外光、可見光到近紅外光的全光譜響應(yīng)，大幅度提升了太陽光的利用率和催化效率。3.項目第三完成人林君研究員與項目第一完成人高雨副教授，自2012年1月1日至2015年12月31日，依托國家重大基礎(chǔ)研究計劃 (973 計劃 )和國家自然科學(xué)基，合作開展了本項目重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)1的研究工作，是本重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)