山东大学化学与化工学院刘鸿志

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刘鸿志，山东大学教授、博士生导师，在倍半硅氧烷的合成、功能化及其杂化材料领域做了深入和系统的工作，实现了这个领域若干个突破，取得了系列原创性学术成果，得到了国际同行的高度关注和认可, 在国际上形成了一定的研究特色。这些学术成果主要体现在：一、新型POSS单体合成，在国际上先后合成了八元羧酸、八元偶氮、八元肉桂酸酯、八元咪唑盐、八元溴苯等功能化的POSS单体；二、将笼型八乙烯基POSS与平面分子、四面体分子、立方笼型分子和线性高分子等进行拓扑组合，通过Heck和Friedel-Crafts反应制备了系列POSS基杂化多孔聚合物。包括JACS, Chem. Eur. J., Macomol. Rapid Commun. J. Mater. Chem.，Polymer Chemistry等有国际声望的学术期刊上发表与倍半硅氧烷相关的学术论文50余篇，被国际学术界广泛引用，产生了积极的影响。

【个人简介】

姓名:    刘鸿志

性别：     男

职称:    教授 (博士生导师)

电话:88364691;13012987996

Email: liuhongzhi@sdu.edu.cn  

【学习及工作经历】

工作经历：

山东大学           化学与化工学院  教授 (2011.7 -  )

奥地利维也纳工业大学  材料化学研究所  高级研究员（2011. 5 - 2009. 5）

日本国立群马大学     先端技术研究中心  博士后研究员 (2009. 4 - 2006. 5)

上海工程技术大学                化学与化工学院  副教授   ( 2006 .1     )

讲师   (2005.12 - 1999.7)

教育背景：

上海交通大学           化学化工学院  博士： 材料学专业   (2005.10 - 2002.9)               

合肥工业大学           化学化工学院  硕士：应用化学专业     (1999.7 - 1996.9)

济南大学（原山东建材学院） 化学化工学院  学士：高分子材料专业   (1996.7 - 1992.9)     

【主讲课程】

【研究领域和兴趣】

近年来, 主要从事笼型有机硅分子（POSS）的合成与功能化研究, 以及这些功能性笼型有机硅分子在有机-无机纳米杂化材料中的应用研究, 取得了一些非常好的研究结果, 这些结果分别发表在«美国化学会杂志»、«欧洲化学»、«大分子»、«大分子快讯»、 «材料化学 »等国际一流杂志上，这些文章被SCI引用达500余次，其中单篇引用达160余次。

亮点1

首次成功合成了具有立方对称性的含八个羧酸基团的笼型硅氧烷单体，实现这一领域的重要突破，这一成果以通讯形式发表在化学类顶级期刊«美国化学会杂志»上（J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10074-10075）。审稿人给予高度评价：1. 本文是真正的具有立方对称性八元酸的第一个例子（the very first example）; 尽管以前不同的研究组，包括审稿者本人，都作了巨大努力来合成此类化合物，但都没有成功。2. 本文报道的化合物是极其有趣的 (extremely interesting)，可能是各种新型材料的关键前驱体 (key precursor) 。文发表后得到了国际同行的高度关注和认可。

1. 美国科学院院士、麻省理工学院（MIT）化学系主任T. M. Swager教授把这篇文章作为亮点论文发表在«SYNFACTS»（2008, 11, 1157）上。

2. 美国耶鲁大学 (Yale University) J. Parr 教授把该这篇文章选入由英国皇家化学会主办的2009 年的«年度化学进展» (Annu. Rep. Prog. Chem., Sec. A, 2009, 105, 117-139)。

3．先后三次被美国“ BioMedLib™ ” 检索机构认证此文是自本文发表两年来，在此研究领域发表的前十篇文章之一（Top 10 Articles），且位列第一位。

       4. 此文2015年一月被被美国“ BioMedLib™ ” 检索机构认证此论文是自本文发表以来，在相关领域发表的前20篇文章 (Top 20 Articles)。

亮点2

    在国际上首次提出利用“Heck”偶合反应来制备POSS基多孔材料，得到了国际同行的高度肯定。相关结果陆续发表在一些国际主流杂志上，例如：Macromolecular Rapid Communications，Journal of Materials Chemistry等。

【主要论著】

1.      H. Liu*, S. Kondo, N. Takeda, M. Unno*, Synthesis of Octacarboxy Spherosilicate, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10074-10075.

2.      Y. Liu, W. Yang, H. Liu*, Azobenzene-Functionalized Cage Silsesquioxanes as Inorganic–Organic Hybrid, Photoresponsive, Nanoscale, Building Blocks, Chem. Eur. J. 2015, 21, 4731-4738.

3.      H. Liu*, M. Puchberger, and U. Schubert*, A Facile Route to Difunctionalized Monosubstituted Octasilsesquioxanes, Chem. Eur. J. 2011, 17, 5019-5023.  

4.      H. Liu,S.Zheng,K.Nie, Morphology an Thermomechanical Properties of Organic-Inorganic Hybrid Composites Involving Epoxy Resin and an Incompletely-Condensed Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane,Macromolecules 2005,38, 5088-5097.

5.      H.Liu,S.Zheng, Polyurethane Networks Nanoreinforced by Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane, Macromol. Rapid Commun 2005, 26, 196-200.

6.      H. Liu*, S. Kondo, N. Takeda, M. Unno*, An Efficient Approach to Monophenylfunctionalized Octasilsesquioxanes, Eur. J. Inorg. Chem. 2009, 10, 1317-1319.

7.      L. Xue, L. li, S. Feng*, H. Liu*,  A facile route to multifunctional cage silsesquioxanes via the photochemical thiol-ene reaction, Journal of Organometallic Chemistry，2015, 783, 49-54.

8.      H. Liu, S. Kondo, R. Tanaka, M. Unno, A Spectroscopic Investigation of Incompletely Condensed Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes(POSS-mono-ol, POSS-diol and POSS-triol): Hydrogen-Bonded Interaction and Host-Guest Complex J. Organomet. Chem. 2008, 693, 1301-1308.

9.      H. Liu,W.Zhang,S.Zheng, Montmorillonite Intercalated by Ammonium of Octaaminopropyl Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane and Its Nanocomposites with Epoxy Resin, Polymer 2005, 46, 157-165.

10.  D. Wang, L. Xue, L. Li, B.Deng, S. Feng*, H. Liu* and X. Zhao*, Rational Design and Synthesis of Hybrid Porous Polymers Derived from Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes via Heck Coupling Reactions, Macromolecular Rapid Communications, 2013, 34, 861-866.

11.  D. Wang, W. Yang, L. Li,  X. Zhao, S. Feng* and H. Liu*, Hybrid Networks Constructed from Tetrahedral Silicon-Centered Precursors and Cubic POSS-Based Building Blocks via Heck Reaction: Porosity, Gas Sorption, and Luminescence, Journal of Materials Chemistry A, 2013, 1, 13549–13558.

12.  Y. Wu, D. Wang, L. Li, W. Yang, S. Feng* and H. Liu*, Hybrid porous polymers constructed from octavinylsilsesquioxane and benzene via Friedel–Crafts reaction: tunable porosity, gas sorption, and postfunctionalization, J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 2160–2167.

13.  D. Wang, W. Yang, S. Feng* and H. Liu*, Constructing Hybrid Porous Polymers from Cubic Octavinylsilsequioxane and Planar Halogenated Benzene, Polymer Chemistry, 2014, 5, 3634-3642.

14.  L.Li, R. Liang, Y. Li, H. Liu*, S. Feng*, Hybrid thiol-ene network nanocomposites based on multi(meth)acrylate POSS, Journal of Colloid and interface Science, 2013, 406, 30-36.

15.  W. Yang,  D. Wang, L. Li,  and H. Liu*, Construction of Hybrid Porous Materials from Cubic Octavinylsilsesquioxane through Friedel–Crafts Reaction Using Tetraphenylsilane as a Concentrative Crosslinker, Eur. J. Inorg. Chem，2014, 2976–2982.

16.  L. Li, L. Xue, S. Feng, H. Liu*, Functionalization of Monovinyl Substituted Octasilsesquioxane via Photochemical Thiol-Ene Reaction, Inorganica Chimica Acta, 2013, 407, 269-273.

17.  Y. Wu, L. Li, S. Feng*, H. Liu*, Hybrid nanocomposites based on novolac resin and octa(phenethyl) polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS): miscibility, specific interactions and thermomechanical properties, Polymer Bulletin, 2013, 70, 3261–3277.

18.  L. Li, S. Feng, H. Liu*, Hybrid Lanthanide Complexes Based on a Novel β–Diketone Functionalized Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane (POSS) and Their Nanocomposites with PMMA via in Situ Polymerization, RSC Advances, 2014, 4, 39132 - 39139.

19.  L. Li, H. Liu*, Facile Construction Hybrid Polystyrene with a String of Lanterns Shape from Monovinyl–substituted POSS and Commercial Polystyrene via Friedel–Crafts Reaction and Its Properties, RSC Advances, 2014, 4, 46710-46717.

20.  D. Wang, L. Li, W. Yang, S. Feng, H. Liu* POSS-Based Luminescent Porous Polymers for Carbon Dioxide Sorption and Nitroaromatic Explosives Detection, RSC Advances, 2014, 4, 59877-59884.

21.  W.Yang, Y. Gan, X. Jiang, and H. Liu*, Cinnamate Functionalized Cage Silsesquioxanes as Photoreactive Nanobuilding Blocks, Eur. J. Inorg. Chem. 2015, 99-103.

22.  X. Zhao, S.Wang, W. Zhang, J. Qiu, Y. Wu, H. Liu, C. Xu and X. Hao, Highly biocompatible POSS-coated CdTe quantum dots for cell labeling, RSC Advances, 2014, 4, 598-604.

23.  X. Zhao, W. Zhang, Y. Wu, H. Liu and X. Hao, Facile fabrication of OA-POSS modified near-infrared-emitting CdSeTe alloyed quantum dots and their bioapplications, New Journal of Chemistry, 2014, 38, 3242-3249.

24.  X. Zhao, J. Du, Y. Wu, H. Liu and X. Hao, Synthesis of highly luminescent POSS-coated CdTe quantum dots and its application in trace Cu2+ detection, Journal of Materials Chemistry A, 2013, 1, 11748-11753.

25.  Y. Wu; L. Li; W. Yang; S. Feng; H. Liu*, Hybrid nanoporous polystyrene derived from cubic octavinylsilsesquioxane and commercial polystyrene via the Friedel–Crafts reaction, RSC Advances, 2015, 5 , 12987 – 12993.

【科研项目】

1. 2016 - 2019 POSS基多孔聚合物的制备及性能研究

     国家自然科学基金面上项目         77.8 万元人民币

  2. 2013-2016 以笼型硅氧烷为核心的新型功能性树枝状分子的设计合成及其在高分子纳米杂化材料中的应用研究

     国家自然科学基金面上项目          78万元人民币

  3. 2009-2011 Hybrid materials based on a novel POSS 奥地利科学基金委员会（FWF）            12万欧元

【拟招收研究生情况】

  欢迎有志于有机硅化学及材料研究的优秀学子报考我们研究小组的博士, 硕士研究生; 也非常欢迎来我们研究小组进行博士后研究或进行学术访问!

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报告主题：倍半硅氧烷基杂化多孔材料的制备及其在水修复中的应用研究
报告人：刘鸿志 教授，山东大学化学与化工学院
主持人：吴丁财教授
时间：2018年5月15日（星期二）15:00
地点：中山大学丰盛堂芙兰学术中心A402

报告摘要：
各种有机和无机污染物引起的水污染是一个严重的环境和公共问题。重金属离子和有机染料是主要环境有害的水污染物，它们通常来源于工业和农业废水。重金属离子，如汞、铅等，可以在环境和生物中积累，甚至在很低浓度就可以引起生物体的各种疾病和活性有机组织的紊乱。合成染料如罗丹明B、亚甲基蓝、孔雀绿等可以对人体和野生生生物产生严重的健康副作用，因为它们具有强烈的致癌性，此外他们还容易导致基因突变。因此，分离和修复技术是非常有必要的，从而减少残余污染物含量低于可接受的阈值，达到排放的标准。吸附技术是一种最有效和经济的能够满足这种目的的方法。POSS基有机无机杂化多孔聚合物是一类含有笼型硅氧硅结构的功能性有机-无机杂化多孔聚合物。其高比表面积、大量的无机硅氧硅结构，非常有利于和废水中的无机重金属离子（如汞、铅等）和有机污染物染料发生相互作用，并且其结构中亦可引入大量的功能有机基团，从而进一步促进和污染物分子之间的作用达到良好的吸附去除效果。基于此，设计合成基于POSS分子的功能性有机无机杂化多孔聚合物并应用于水环境的修复具有现实可行的意义。本报告将介绍若干种POSS基多孔材料的制备方法及其在水修复领域的应用。


报告人简介：
刘鸿志，山东大学教授、博士生导师，在倍半硅氧烷的合成、功能化及其杂化材料领域做了深入和系统的工作，实现了这个领域若干个突破，取得了系列原创性学术成果，得到了国际同行的高度关注和认可, 在国际上形成了一定的研究特色。这些学术成果主要体现在：一、新型POSS单体合成，在国际上先后合成了八元羧酸、八元偶氮、八元肉桂酸酯、八元咪唑盐、八元溴苯等功能化的POSS单体；二、将笼型八乙烯基POSS与平面分子、四面体分子、立方笼型分子和线性高分子等进行拓扑组合，通过Heck和Friedel-Crafts反应制备了系列POSS基杂化多孔聚合物。包括JACS, Chem. Eur. J., Macomol. Rapid Commun. J. Mater. Chem.，Polymer Chemistry等有国际声望的学术期刊上发表与倍半硅氧烷相关的学术论文50余篇，被国际学术界广泛引用，产生了积极的影响。

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近红外倍半硅氧烷基杂化多孔材料的制备及性能研究
批准号        21975144       
学科分类        多孔材料化学 ( B050405 )
项目负责人        刘鸿志       
依托单位        山东大学
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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倍半硅氧烷基功能材料是当前化学及材料领域的研究热点和前沿领域之一，近年来受到人们的广泛关注。鉴于山东大学刘鸿志教授在倍半硅氧烷基杂化材料领域深入、系统性的研究工作，英国皇家化学会旗下知名期刊Dalton Transactions杂志邀请刘鸿志教授撰写关于倍半硅氧烷基杂化材料方面的“展望性综述”（Perspective）。近日，该论文以“Cage-like silsesquioxanes-based hybrid materials”为题在线发表(Dalton Trans., 2020, 49, 5396-5405，https://doi.org/10.1039/D0DT00587H),并入选封面文章(https://doi.org/10.1039/D0DT90085K, back cover) ，学院2018级博士生杜雅静为本文第一作者，刘鸿志教授为通讯作者，山东大学为唯一作者单位。

       笼型硅倍半氧烷分子是一类具有笼型结构的有机-无机纳米杂化分子，由二氧化硅的无机内核和外围的有机基团组成。这种特殊的核-壳结构实现了分子水平上有机-无机杂化，外围的有机基团可以进一步功能化，使其成为制备纳米杂化功能材料的理想平台。笼型倍半硅氧烷可以作为基本的构建单元、交联剂以及纳米填料等与多种底物作用来制备具有特定功能的杂化材料。笼型倍半硅氧烷的引入可以显着提高杂化材料的热稳定性、化学稳定性以及机械性能等。笼型倍半硅氧烷基杂化材料在吸附、催化、传感、液晶、光电材料、能源、医药、涂层等多个领域表现出巨大的应用前景。
      论文重点介绍了笼型倍半硅氧烷单体的制备及其功能化、倍半硅氧烷基杂化功能材料的制备及其应用研究的最新进展，同时讨论了该领域面临的挑战和发展机遇。该展望性综述的发表将引起人们更多关注并致力于倍半硅氧基功能材料的研究，促进这一领域的快速发展。