段樂樂(西湖大學特聘研究員)

段樂樂，祖籍河南焦作，大連理工大學學士、碩士學位，瑞典皇家工學院有機化學專業博士學位，2012年後分別在瑞典皇家理工學院、美國布魯克海文國家實驗室從事博士後研究。2023年加盟西湖大學人工光合作用與太陽能燃料中心，擔任特聘研究員。

基本介紹

• 中文名：段樂樂
• 國籍：中國
• 畢業院校：大連理工大學、瑞典皇家工學院
• 學位/學歷：博士
• 專業方向：有機化學

人物經歷

本科和碩士畢業於大連理工大學；

2011年獲瑞典皇家工學院有機化學專業博士學位；

2012年至2015年期間在瑞典皇家理工學院、美國布魯克海文國家實驗室從事博士後研究；

2015年獲得瑞典皇家工學院助理教授職位；

2017年獲得南方科技大學化學系準聘副教授職位；

2023年加盟西湖大學。

研究方向

研究興趣集中在表面配位化學和能源催化領域，包括（1）電催化劑的設計合成、性能最佳化和反應機理研究，（2）鹼性膜電極電解水器件關鍵材料的開發，（3）石墨炔基碳載體材料的宏量製備。

學術成果

段樂樂博士以石墨炔和石墨烯等二維碳材料為載體，通過表面配位化學構築單原子、亞納米和納米催化劑，並系統研究催化劑催化小分子轉化製備清潔燃料的催化性能、反應機制、構效關係，取得了一系列原創性成果：

1. 發展了新策略，實現一鍋製備石墨炔負載的過渡金屬催化劑，包括單原子、亞納米和納米催化劑。通過二氧化碳、一氧化碳、氮氣還原等反應，系統研究了基底材料與金屬之間的作用機制，揭示了催化劑的構效關係。

2. 研究了氮摻雜碳材料負載的過渡金屬單原子和納米顆粒等非均相催化劑在水裂解和氮氣還原反應的性能和機理，並發現單原子和納米顆粒二者協同催化能夠促進吸附氮氣的還原加氫。

3. 發展了碳材料表面配位化學新方法，實現了對碳材料負載單原子催化劑的電子結構調控以及二級配位層精準構築。

代表論文

1. Liu, H.; Zou, H.; Wang, D.; Wang, C.; Li, F.; Dai, H.; Song, T.; Wang, M.; Ji, Y.; Duan, L.*, Second Sphere Effects Promote Formic Acid Dehydrogenation by a Single-Atom Gold Catalyst Supported on Amino-Substituted Graphdiyne. Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202216739.

2. Zou, H.; Zhao, G.; Dai, H.; Dong, H.; Luo, W.; Wang, L.; Lu, Z.; Luo, Y.; Zhang, G.*; Duan, L.* Electronic perturbation of Cu single-atom CO₂ reduction catalysts in a molecular way. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202217220.

3. Rong, W.; Zou, H.; Tan, S.; Hu, E.; Li, F.; Tang, C.; Dai, H.; Wei, S.; Ji, Y.*; Duan, L.* Few-atom copper catalyst for the electrochemical reduction of CO to acetate: synergetic catalysis between neighboring Cu atoms. CCS Chem. 2022, doi:10.31635/ccschem.022.202201910.

4. Rong, W.; Zou, H.; Zang, W.; Xi, S.; Wei, S.; Long, B.; Hu, J.; Ji, Y.; Duan, L.* Size-dependent activity and selectivity of atomic-level copper nanoclusters during CO/CO₂ electroreduction. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 466-472.

5. Yang, J.; Wang, L.; Zhan, S.; Zou, H.; Chen, H.; Ahlquist, M. S. G.; Duan, L.*; Sun, L.* From Ru-bda to Ru-bds: a step forward to highly efficient molecular water oxidation electrocatalysts under acidic and neutral conditions. Nat. Commun. 2021, 12, 373.

6. Ma, Y.; Yang, T.; Zou, H.; Zang, W.; Kou, Z.*; Mao, L.; Feng, Y.; Shen, L.*; Pennycook, S. J.; Duan, L.*; Li, X.*; Wang, J.* Synergizing Mo single atoms and Mo₂C nanoparticles on CNTs synchronizes selectivity and activity of electrocatalytic N₂ reduction to ammonia. Adv. Mater. 2020, 32, 2002177.

7. Zou, H.; Rong, W.; Wei, S.; Ji, Y.*; Duan, L.* Regulating kinetics and thermodynamics of electrochemical nitrogen reduction with metal single-atom catalysts in a pressurized electrolyser. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2020, 117, 29462-29468.

8. Duan, L.; Bozoglian, F.; Mandal, S.; Stewart, B.; Privalov, T.*; Llobet, A.*; Sun, L. A* Molecular ruthenium catalyst with water-oxidation activity comparable to that of photosystem II. Nat. Chem. 2012, 4, 418-423.

9. Duan, L.; Araujo, C. M.; Ahlquist, M. S. G.*; Sun, L.* Highly efficient and robust molecular ruthenium catalysts for water oxidation. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 15584-15588.

10. Duan, L.; Fischer, A.; Xu, Y.; Sun, L.* Isolated seven-coordinate Ru(IV) dimer complex with HOHOH- bridging ligand as an intermediate for catalytic water oxidation. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10397-10399.