北京理工大学化学与化工学院陶军

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陶军，北京理工大学化学化工学院教授，国家杰出青年科学基金获得者。2001年中山大学化学化工学院获硕士和博士学位；博士毕业后进入厦门大学化学化工学院工作；2004-06年在日本神奈川科技学院和九州大学做JSPS博士后研究；2011年在九州大学先导物质化学研究所做高级访问教授。2008年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”、2009年获福建省杰出青年基金、2013年获国家杰出青年基金、2014年获福建省高校领军人才和福建省科技创新领军人才称号。2016年9月调入北京理工大学化学化工学院。现主要从事分子磁性与功能材料研究，在Angew. Chem., Int. Ed.、Chem. Soc. Rev.、J. Am. Chem. Soc.等学术期刊上发表多篇学术论文。

陶军 功能配合物与分子磁性材料研究组
教授、杰青、博士生导师
地址：北京理工大学 化学与化工学院 北京市房山区良乡高教园区
邮箱：taojun@bit.edu.cn
个人简历：
安徽大学学士 (1991)
中山大学硕士 (1997)
中山大学博士 (2001)
日本神奈川科学技術アカデミー和九州大学 JSPS 博士后 (2004-2006)
教育部新世纪优秀人才 (2008)
福建省杰出青年基金获得者 (2009)
国家自然科学基金委杰出青年基金获得者 (2013)
福建省高校领军人才(2014) 福建省科技创新领军人才(2014)
厦门大学特聘教授 (2014)
北京理工大学特聘教授 (2016)
研究兴趣 分子磁性的化学与物理调控，电子相关多功能材料。
代表论文：
1. Spin transition and structural transformation in a mononuclear cobalt(II) complex, Guo Ying, Yang Xiu-Long, Wei Rong-Jia, Zheng Lan-Sun, Tao Jun,* Inorg. Chem. 2015, 54(16), 7670-7672.
2. Coligand and solvent effects on the architectures and spin-crossover properties of (4,4)-connected iron(II) coordination polymers, Wu Xue-Ru, Shi Hai-Yan, Wei Rong-Jia,* Li Jia, Zheng Lan-Sun, Tao Jun,* Inorg. Chem. 2015, 54(8), 3773-3780.
3. Anionic metal–organic framework for adsorption and separation of light hydrocarbons, Li Jia, Fu Hong-Ru, Zhang Jian, Zheng Lan-Sun, Tao Jun,* Inorg. Chem. 2015, 54(7), 3093-3095.
4. Synergetic spin crossover and fluorescence in one-dimensional hybrid complexes, Wang Chun-Feng, Li Ren-Fu, Chen Xue-Yuan, Wei Rong-Jia, Zheng Lan-Sun, Tao Jun,* Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54(5), 1574-1577.
5. Valence tautomeric transitions of three one-dimensional cobalt complexes, Chen Xiang-Yi, Wei Rong-Jia, Zheng Lan-Sun, Tao Jun,* Inorg. Chem. 2014, 53(24), 13212-13219.
6. Solvent-mediated isomerization of Fe II complexes from a 3D 6 5·8 framework to a 2D 4 4 rhombus-grid network, Wu Xue-Ru, Yang Xu, Wei Rong-Jia,* Li Jia, Zheng Lan-Sun, Tao Jun,* Cryst. Growth Des. 2014, 14(10), 4891-4894.
7. A spin canted Ni II4-based metal-organic framework with gas sorption properties and high adsorptive selectivity for light hydrocarbons, Li Jia, Guo Ying, Fu Hong-Ru, Zhang Jian, Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Tao Jun,* Chem. Commun. 2014, 50(65), 9161-9164.
8. Co-ligand and solvent effects on the spin-crossover behaviors of PtS-type porous coordination polymers, Chen Xiang-Yi, Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Tao Jun,* Inorg. Chem. 2014, 53(10), 5246-5252.
9. Temperature, light and solvent-induced spin transition in a 3D 2-fold interpenetrated PtS-type porous coordination polymer, Chen Xiang-Yi, Shi Hai-Yan, Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Tao Jun,* Chem. Commun. 2013, 49(93), 10977-10979.
10. A boracite metal–organic framework displaying selective gas sorption and guest-dependent spin-crossover behaviour, Shao Feng, Li Jia, Tong Jia-Ping, Zhang Jian, Chen Ming-Guang, Zheng Zhiping,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Tao Jun,* Chem. Commun. 2013, 49(91), 10730-10732. 11. Four coordination polymers based on identical eight-connected heptanuclear clusters: spin canting, spin glass, antiferromagnetism, and gas adsorption, Li Jia, Li Bao, Huang Peng, Shi Hai-Yan,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Tao Jun,* Inorg. Chem. 2013, 52(19), 11573-11579.
12. Metal-organic frameworks displaying single crystal-to-single crystal transformation through postsynthetic uptake of metal clusters, Li Jia, Huang Peng, Wu Xue-Ru, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Chem. Sci. 2013, 4(8), 3232-3238.
13. Unidirectional charge transfer in di-cobalt valence tautomeric compound finely tuned by ancillary ligand, Li Bao, Chen Li-Qin, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Inorg. Chem. 2013, 52, 4136-4138.
14. Magnetic nanosized {MII24}-wheel-based (M = Co, Ni) coordination polymers, Li Jia, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Inorg. Chem. 2012, 51(11), 5988-5990.
15. Polymorphism in spin-crossover systems, Tao Jun,* Wei Rong-Jia, Huang Rong-Bin, Zhen Lan-Sun, Chem. Soc. Rev. 2012, 41(2), 703-737.
16. Spin-crossover Fe II4 squares: two-step complete spin transition and reversible single-crystal-to-single-crystal transformation, Wei Rong-Jia, Huo Qian, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50(38), 8940-8943.
17. Reversible and irreversible vapor-induced guest molecule exchange in spin-crossover compounds, Wei Rong-Jia, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Inorg. Chem. 2011, 50(17), 8553-8564.
18. Microwave-assisted synthesis of a ferrimagnetic dodecanuclear iron(III) complex with a Fe4(OH)4 cubane core, Tong Jia-Ping, Shao Feng, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Inorg. Chem. 2011, 50(6), 2067-2069.
19. Making spin-crossover crystals by successive polymorphic transformations, Wei Rong-Jia, Li Bao, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Zheng Zhiping,* Inorg. Chem. 2011, 50(4), 1170-1172.
20. Temperature-dependent in situ ligand cyclization via C=C coupling and formation of a spin-crossover iron(II) coordination polymer, Yang Feng-Lei, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Inorg. Chem. 2011, 50(3), 911-917.
21. Thermally induced and photoinduced valence tautomerism in a two-dimensional coordination polymer, Li Bao, Chen Li-Qin, Wei Rong-Jia, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Zheng Zhiping,* Inorg. Chem. 2011, 50(2), 424-426.
22. In situ C-C coupling and formation of a heptanuclear copper(II) cluster, Tong Jia-Ping, Sun Xiao-Jun, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Inorg. Chem. 2010, 49(4), 1289-1291.
23. Solvent-induced transformation of single crystals of a spin-crossover (SCO) compound to single crystals with two distinct SCO centers, Li Bao, Wei Rong-Jia, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Zheng Zhiping,* J. Am. Chem. Soc. 2010, 132(5), 1558-1566.
24. Pressure effects on a spin-crossover monomeric compound [Fe(pmea)(SCN)2] (pmea = bis[(2-pyridyl)methyl]-2-(2-pyridyl)ethylamine), Li Bao, Wei Rong-Jia, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Inorg. Chem. 2010, 49(2), 745-751.
25. Self-assembly of high-nuclearity copper cages: tricorne Cu21 and saddlelike cyclic Cu16, Bai Yue-Ling, Tangoulis Vassilis,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Tao Jun,* Chem. Eur. J. 2009, 15(10), 2377-2383.
26. The designed assembly of augmented diamond networks from predetermined pentanuclear tetrahedral units, Bai Yue-Ling, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47(29), 5344-5347.
27. The effects of pressure on valence tautomeric transitions of dinuclear cobalt complexes, Li Bao, Yang Feng-Lei, Tao Jun,* Sato Osamu, Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Chem. Commun. 2008, 6019-6021.
28. Side-effect of ancillary ligand on electron transfer and photodynamics of dinuclear valence tautomeric complex, Li Bao, Tao Jun,* Sun Hao-Ling, Sato Osamu,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Chem. Commun. 2008, 2269-2271.
29. Pressure effects and Mössbauer spectroscopic studies on a 3D mixed-valence iron spin-crossover complex with NiAs topology, Bai Yue-Ling, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, Zheng Shao-Liang,* Oshida K., Einaga Yasuaki,* Chem. Commun. 2008, 1753-1755.
30. Structural transformations from 1D chain to two 3D supramolecular isomers via crystal disassembly and reassembly, Bai Yue-Ling, Tao Jun,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, CrystEngComm, 2008, 10, 472-474.
31. Control magnetic properties by the external stimuli, Sato Osamu,* Tao Jun, Zhang Yuan-Zhu, Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 2152-2187.
32. Coexistence of magnetization relaxation and dielectric relaxation in a single-chain magnet, Bai Yue-Ling, Tao Jun,* Wernsdorfer Wofgang, Sato Osamu,* Huang Rong-Bin, Zheng Lan-Sun, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16428-16429.

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10月27日上午，应河南大学化学化工学院邀请，国家杰出青年科学基金获得者、北京理工大学陶军教授到访我院，并在226会议室作了题为“双稳态分子材料”的学术报告。报告会由副院长徐元清主持，八十余名师生聆听了报告。


陶军教授首先解释了双稳态分子材料的概念，随后展示了如何利用化学和物理方法调控金属离子的电子自旋，从而实现双稳态分子磁性的调控；最后阐述了如何将双稳态磁性与荧光性质耦合在一个体系中，以获得多功能的分子材料。陶教授还与参会的老师和同学们进行了互动交流，回答了大家提出的问题。
陶军，北京理工大学化学化工学院教授，国家杰出青年科学基金获得者。2001年中山大学化学化工学院获硕士和博士学位；博士毕业后进入厦门大学化学化工学院工作；2004-06年在日本神奈川科技学院和九州大学做JSPS博士后研究；2011年在九州大学先导物质化学研究所做高级访问教授。2008年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”、2009年获福建省杰出青年基金、2013年获国家杰出青年基金、2014年获福建省高校领军人才和福建省科技创新领军人才称号。2016年9月调入北京理工大学化学化工学院。现主要从事分子磁性与功能材料研究，在Angew. Chem., Int. Ed.、Chem. Soc. Rev.、J. Am. Chem. Soc.等学术期刊上发表多篇学术论文。

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2019自然科学基金面上项目-拓展型普鲁士蓝类材料的合成与性能调控
批准号        21971016       
学科分类        功能配合物化学 ( B010503 )
项目负责人        陶军
依托单位        北京理工大学
资助金额        65.00万元       
项目类别        面上项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2023 年 12 月 31 日

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近日，北京理工大学化学与化工学院陶军教授团队在电催化硝酸根还原制氨方面取得重要进展。相关研究成果以“Identification of dynamic active sites among Cu species derived from MOFs@CuPc for electrocatalytic nitrate reduction reaction to ammonia”为题，在国际知名期刊《纳微快报》（Nano-Micro Letters）上发表（DOI：10.1007/s40820-023-01091-9）。该工作以北京理工大学为第一通讯单位，陶军教授和韩国成均馆大学的刘性辉博士为共同通讯作者，博士研究生冀学洋为该论文的第一作者。该文章也得到了北京理工大学医工融合研究院邵瑞文副研究员团队在双球差校正扫描透射电子显微镜方面的技术支持。
        直接电化学硝酸根还原反应（NITRR）是一种很有前途的方法，可以缓解不平衡的氮循环并实现NH3的电合成。然而，高活性Cu基电催化剂在NITRR反应过程中的结构重组阻碍了动态活性位点的识别和催化机理的深入研究。一般来说，过渡金属原子在高温热解过程中容易迁移聚集成金属纳米团簇和/或纳米颗粒，严重影响了高负载量金属单原子催化剂的合成。因此，探究电催化NH3生成过程中Cu物种催化剂的负载量和反应电位的双重驱动行为是揭示电催化NITRR活性起源的关键所在。
         该团队在前期金属有机框架（MOFs）研究工作的基础上（Catal. Sci. Technol. 2020, 10, 5048–5059；Mater. Chem. Front. 2021, 5, 7796–7807；Nano Res. 2022, 15, 6045–6053），立足于MOFs催化剂的定制合成来实现催化反应性能的提升。该论文通过预锚定和后热解策略合成了锚定在N掺杂TiO2/C上的Cu物种（单原子、团簇和纳米颗粒）催化剂。结果表明，电催化NITRR过程中Cu组分的重构行为与Cu负载量和反应电位相关。具体而言，在较高的Cu负载量和较负的反应电位下更容易将Cu单原子位点通过电位驱动的聚集转化为Cu团簇和纳米颗粒，而在环境条件下重构后的部分Cu团簇和纳米颗粒会通过氧化驱动的再分散可逆转变成Cu单原子。−0.75 V  vs. RHE电位下重构后的CuN4&Cu4结构可实现88.2 mmol h−1 gcata−1的NH3产出速率及~94.3%的FE。

图1 Cu物种催化剂中Cu–N和Cu–Cu配位数随电位的变化以及重构、再分散机制

        密度泛函理论（DFT）计算表明CuN4&Cu4结构中CuN4与Cu团簇之间的强相互作用通过上移单位点Cu的d带中心以增强对反应底物和中间体的吸附。此外，Cu团簇改善了单位点Cu的电荷分布和电子结构，并加速了反应中间体*NH2OH到*NH2的快速转化，最终在CuN4&Cu4结构上可实现最优的电催化NH3产出性能。
        该研究得到了国家自然科学基金（92061106和21971016）的支持。同时，感谢北京理工大学分析测试中心和北京同步辐射装置工作人员的技术支持。
        文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-023-01091-9


        附作者简介：
        陶军：北京理工大学化学与化工学院特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者。主要从事分子基材料的磁性、光学、介电、铁电、催化性能研究，在Chem. Soc. Rev., Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Int. Ed.等发表多篇学术论文。
         刘性辉（合作通讯作者）：2021年韩国成均馆大学获理学博士学位，目前于香港城市大学支春义教授团队进行博士后研究工作。现致力于以先进计算模拟进行新材料（新结构）的设计以及能源转换的相关研究，在Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun., Matter, Chem. Sci., ACS Nano, ACS Catal., Nano-Micro Letters等期刊发表多篇学术论文。