英国伯明翰大学 Calum T.J.Ferguson 副教授受邀访问实验室并做主题报告!

  • 日期:2026-09-16 22:10
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2026年9月16日15:00‑16:00,英国伯明翰大学 Calum T. J. Ferguson 副教授受邀作专题学术分享,讲座在创新港泓润楼荣耀会议室 2055 举行,学院相关专业师生现场参会交流。

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  本次报告题目为“Photocatalytic heterogeneous polymers: what's the limit”。报告指出,聚合物光催化剂是光氧化还原催化中极具应用前景的材料,但整体催化效果依旧弱于均相催化体系。

        Calum T. J. Ferguson 副教授在报告中聚焦多相聚合物光催化亟待突破的关键难题,重点针对底物传质、界面能量与电子转移两大核心限制因素展开论述。报告首先剖析了聚合物光催化体系内部的竞争过程:光生载流子在材料内部会发生复合,同时底物扩散、界面电子传递、催化剂回收等环节共同制约整体催化效率。他提出材料尺寸是调控催化活性的核心变量,对比微米级、百纳米级与 10–50 nm 尺度的共轭多孔聚合物(CMP),证明微型化后的 CMP 纳米颗粒能够缩短光生电荷迁移距离、暴露更多固 - 液界面活性位点,显著提升光催化反应活性,体系中绝大部分催化反应都发生在固‑液界面。

 

  基于 SI-RAFT 聚合策略,该团队成功制备出系列毛发状共轭多孔纳米颗粒(CMP-x-PDMA),通过调控分散剂比例精准控制纳米粒子尺寸,在光催化模型反应中,相比于无修饰的 CMP 本体材料,改性纳米颗粒的产物收率得到大幅提升。在此基础上,课题组围绕“界面工程”开展系统研究:通过调控颗粒表面电荷、亲疏水性,实现底物在界面富集,进而直接调控光化学反应速率;利用温度响应微凝胶、pH 响应型聚合物骨架,赋予催化剂刺激响应回收能力;还发展了磁性复合光催化聚合物,借助外磁场快速实现催化剂分离。

 

  此外,报告介绍了聚合物基质对光催化反应路径的调控作用:将双光氧化还原催化剂固定于聚合物载体中,可以改变催化循环的决速步骤,在完全相同的催化体系下,选择性实现 C-C 偶联或 C-O 偶联两种完全不同的反应产物;在还原脱卤反应中,毛发状 CMP 纳米颗粒同样展现优异活性,借助界面工程,反应速率最高提升 2800%。上述研究成果表明,通过聚合物纳米结构、界面性质的精准设计,不仅可以突破传统多相光催化剂的性能瓶颈,还能开辟全新合成路径,为高性能聚合物光催化材料的设计提供全新思路。

 

  报告结束后,现场气氛热烈。参会师生围绕共轭多孔纳米颗粒的尺寸调控、界面工程对光催化反应活性的提升机制、还原脱卤反应性能优化、聚合物基质调控光化学反应选择性等问题踊跃提问,Calum T. J. Ferguson 副教授逐一作了细致解答,进一步加深了与会师生对多相聚合物光催化领域前沿问题的理解。

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  最后,魏文欣副教授代表学院向Calum T. J. Ferguson副教授颁发纪念品并合影留念。本次学术报告在热烈掌声中圆满结束。

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