何圣貴

男， Institute of Chemistry, Chinese of Acadamy of Sciences， 教授/研究員/教授級高工或同等級別

學(xué)習(xí)/工作經(jīng)歷

學(xué)習(xí)經(jīng)歷：
1993年09月——1997年07月，中國科技大學(xué)，核物理與核技術(shù)，本科/學(xué)士
1997年09月——2002年07月，中國科技大學(xué)，物理化學(xué)，研究生/博士
工作經(jīng)歷：
2002年09月——2005年02月，美國肯塔基大學(xué)，博士后
2005年02月——2007年01月，美國科羅拉多州立大學(xué)，博士后
2007年01月——至今，中國科學(xué)院化學(xué)研究所，研究員
2015年09月——至今，中國科學(xué)院大學(xué)，崗位教授

研究領(lǐng)域和興趣

團(tuán)簇物理化學(xué)

主要業(yè)績

團(tuán)簇是由幾個乃至上千個原子、分子或離子通過物理或化學(xué)結(jié)合力組成的相對穩(wěn)定的微觀或亞微觀聚集體，團(tuán)簇是原子分子向宏觀物質(zhì)過渡的中間狀態(tài)，具有異常豐富的結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，是發(fā)現(xiàn)新物性的源泉。實現(xiàn)甲烷、氮氣等特別穩(wěn)定分子在溫和條件下的綠色高效催化轉(zhuǎn)化，在化學(xué)領(lǐng)域?qū)⒕哂欣锍瘫饬x。研究團(tuán)簇與甲烷、氮氣等惰性分子的基元和催化反應(yīng)，關(guān)注團(tuán)簇物種的組成結(jié)構(gòu)與化學(xué)性能，關(guān)注甲烷、氮氣等重要物質(zhì)轉(zhuǎn)化的理論和機制，具有重大的理論和應(yīng)用價值，是基礎(chǔ)化學(xué)研究的重要內(nèi)容。
何圣貴研究員長期開展團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)及其與甲烷、氮氣等惰性分子的反應(yīng)研究。主持承擔(dān)基金委杰出青年基金、重點項目和國家重大科研儀器研制項目，科技部重點研發(fā)計劃課題，中科院儀器研制項目等10余項。帶領(lǐng)團(tuán)隊從頭設(shè)計研制并建立了基于四極桿、離子阱、反射式質(zhì)譜、光電子能譜、真空紫外光電離等技術(shù)的團(tuán)簇實驗綜合研究平臺，解決了異核金屬團(tuán)簇以及納米尺寸金屬氧化物團(tuán)簇高效制備和高分辨質(zhì)譜檢測難題。平臺在團(tuán)簇的化學(xué)反應(yīng)活性測量和結(jié)構(gòu)表征方面性能指標(biāo)先進(jìn)，通過實驗研究一系列金屬團(tuán)簇與惰性小分子的基元和催化反應(yīng)，結(jié)合現(xiàn)代量子化學(xué)理論計算，在基礎(chǔ)化學(xué)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，代表性成果為：
（1）建立了團(tuán)簇單原子催化研究新方法：率先提出將活性原子制備到原子數(shù)目和結(jié)構(gòu)可控的團(tuán)簇上進(jìn)行研究，在電子結(jié)構(gòu)層次闡述了重要單原子催化過程（例如一氧化碳氧化）的機理和本質(zhì)。揭示了活性單原子與團(tuán)簇載體之間的協(xié)同機制；提出了電負(fù)性階梯效應(yīng)，成功解釋了實驗發(fā)現(xiàn)的一系列異核金屬團(tuán)簇的催化活性顯著高于相應(yīng)的同核金屬團(tuán)簇體系的現(xiàn)象；基于電負(fù)性階梯效應(yīng)，成功構(gòu)建了非貴金屬團(tuán)簇催化體系。
（2）發(fā)現(xiàn)了惰性分子活化轉(zhuǎn)化的新機制：通過研究一系列金屬氧化物、碳化物、氮化物團(tuán)簇與甲烷、二氧化碳、氮氣的反應(yīng)，揭示了氧自由基活化甲烷（ O? + CH4 → OH? + CH3）和金屬氧化加成活化甲烷（M + CH4 → H-M-CH3）過程中的自旋效應(yīng)；發(fā)現(xiàn)了甲烷和氮氣活化轉(zhuǎn)化中的雙中心協(xié)同效應(yīng)，例如金屬陽離子和氧原子陰離子形成的路易斯酸堿對可以在室溫條件下協(xié)同活化甲烷，雙金屬中心通過多重金屬鍵協(xié)同吸附并活化氮分子；實驗篩選出可以實現(xiàn)甲烷和二氧化碳偶聯(lián)的活性物種，發(fā)現(xiàn)了甲烷和二氧化碳偶聯(lián)反應(yīng)的新機制。
（3）開拓了納米尺寸團(tuán)簇研究新領(lǐng)域：在前期研究中小尺寸過渡金屬氧化物團(tuán)簇結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)活性的基礎(chǔ)上，近期通過建立超高分辨率團(tuán)簇質(zhì)譜，成功觀測到過渡金屬氧化物從團(tuán)簇態(tài)向凝聚態(tài)過渡的關(guān)鍵尺寸，即氧化釩團(tuán)簇負(fù)離子尺寸達(dá)到~1.6 nm時（V50O125），體系中增加或減少一個原子，團(tuán)簇的氧化性不再發(fā)生顯著變化；大氣中主要無機顆粒物為氧化鐵，關(guān)鍵揮發(fā)性有機物是異戊二烯，通過研究納米尺寸氧化鐵團(tuán)簇與異戊二烯的暗反應(yīng)和光反應(yīng)，揭示了異戊二烯的非均相去除的新機制。
何圣貴研究員的上述工作在領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)生了影響，獲同行專家好評，多次受邀撰寫相關(guān)領(lǐng)域前沿研究綜述，包括兩次受邀為化學(xué)領(lǐng)域著名期刊Accounts of Chemical Research撰寫研究綜述，在國內(nèi)和國際會議上作邀請報告20余次。受邀擔(dān)任物理化學(xué)領(lǐng)域重要期刊Journal of Physical Chemistry A/B/C/Letters和ChemPhysChem的顧問編委。
何圣貴現(xiàn)為中科院化學(xué)研究所研究員，中國科學(xué)院大學(xué)崗位教授，2007年入選中科院“百人計劃”，2008年獲得擇優(yōu)支持，2012年終期結(jié)題為優(yōu)秀；現(xiàn)任中科院化學(xué)所分析測試中心主任，中科院化學(xué)所分子反應(yīng)動力學(xué)實驗室主任，中科院化學(xué)所分子動態(tài)與穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)實驗室副主任。何圣貴研究員重視優(yōu)秀青年人才培養(yǎng)，目前研究團(tuán)隊有固定人員5人（研究員1人，項目研究員1人，副研2人和助研1人）、研究生11人，博士后1人。目前團(tuán)隊已有3名成員入選中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會會員，培養(yǎng)出博士畢業(yè)研究生16人，其中4人獲得國家獎學(xué)金，多人次獲得優(yōu)秀畢業(yè)生、三好學(xué)生標(biāo)兵等榮譽。

代表成果

1. Chen, J.-J.; *Li, X.-N.; Chen, Q.; Liu, Q.-Y.; Jiang, L.-X.; He, S.-G. Neutral Au1-Doped Cluster Catalysts AuTi2O3-6 for CO Oxidation by O2, J. Am. Chem. Soc. 141, (2019), DOI: 10.1021/jacs.8b11118.
2. Yang, Y.; Yang, B.; *Zhao, Y.-X.; Jiang, L.-X.; Li, Z.-Y.; Ren, Y.; Xu, H.-G.; *Zheng, W.-J., *He, S.-G. Direct Conversion of Methane with Carbond Dioxide Mediated by RhVO3? Cluster Anions, Angew. Chem. Int. Ed. 58, (2019) DOI: 10.1002/anie.201911195.
3. *Zhao, Y.-X.;+ Wang, M.-M.;+ Zhang, Y.; *Ding, X.-L.; He, S.-G. Activity of Atomically Precise Titania Nanoparticles in CO Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed. 58, (2019) DOI: 10.1002/anie.201902008.
4. Zhao, Y.-X.; Li, Z.-Y.; Yang, Y.; *He, S.-G. Methane Activation by Gas Phase Atomic Clusters. Acc. Chem. Res. 51, (2018), DOI: 10.1021/acs.accounts.8b00403.
5. Zou, X.-P.; Wang, L.-N.; *Li, X.-N.; Liu, Q.-Y.; Zhao, Y.-X.; *Ma, T.-M.; *He, S.-G. Noble-Metal-Free Single-Atom Catalysts CuAl4O7-9- for CO Oxidation by O-2. Angew. Chem. Int. Ed. 57, 34, (2018), DOI: 10.1002/anie.201807056.
6. Zhang, M.-Q.; *Zhao, Y.-X.; Liu, Q.-Y.; Li ,X.-N.; *He, S.-G. Does Each Atom Count in the Reactivity of Vanadia Nanoclusters? J. Am. Chem. Soc. 139, (2017), DOI: 10.1021/jacs.6b10839
7. Li, X.-N.; Zhang, H.-M.; Yuan, Z.; *He, S.-G. A nine-atom rhodium–aluminum oxide cluster oxidizes five carbon monoxide molecules, Nat. Commun. 7, (2016), DOI: 10.1038/ncomms11404.
8. Li Y.-K.; Yuan Z.; *Zhao Y.-X.; Zhao C.; Liu Q.-Y.; *Chen H.; *He S.-G. Thermal Methane Conversion to Syngas Mediated by Rh1?Doped Aluminum Oxide Cluster Cations RhAl3O4+, J. Am. Chem. Soc. 138, (2016), DOI: 10.1021/jacs.6b05454.
9. Li, X.-N.; Yuan, Z.; *He, S.-G. CO Oxidation Promoted by Gold Atoms Supported on Titanium Oxide Cluster Anions J. Am. Chem. Soc. 136, (2014), DOI: 10.1021/ja412608b.

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