华东理工大学材料学院李春忠

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李春忠：教授，博士生导师。
国家杰出青年科学基金获得者，上海领军人才，教育部跨世纪优秀人才。
个人简介
1967年12月出生于山东定陶。1989年7月本科毕业于华东理工大学无机化工专业，1997年3月获华东理工大学化学工程专业博士学位。1998年11月晋升教授，2001年3月被聘为博士生导师，2008年10月校特聘教授。2002年1-2月新加坡南洋理工大学访问教授，2006年7月-2009年7月英国诺森比亚大学客座教授。现任超细材料制备与应用教育部重点实验室主任。2000年入选上海市青年科技启明星，2001年入选教育部跨世纪优秀人才，2004年入选上海市曙光学者，2007年入选上海领军人才，2008年入选上海市曙光学者跟踪计划、上海市优秀学科带头人和第四届上海青年科技英才，2009年获吴蕴初化学化工科学技术进步奖、国务院政府特殊津贴和国家杰出青年科学基金获得者。
社会兼职
国家自然科学基金委员会第十二、十三届化学科学部专家评审组成员《Particuology》编委。中国颗粒学会常务理事，上海市颗粒学会副理事长，中国颗粒学会制备与处理专业委员会副主任委员。薄膜与微细技术教育部重点实验室学术委员会委员，上海市先进聚合物材料重点实验室学术委员会委员，江苏省无机复合材料工程技术研究中心技术委员会委员，苏州市生物医用材料与技术重点实验室学术委员会委员。
研究方向
主要从事纳米材料及材料化学工程领域的研究。研究方向包括：新型纳米材料合成与结构调控、限域反应组装纳米结构与光电性能、聚合物基纳米复合材料制备与加工、纳米材料制备的化工基础与过程放大等。
联系方式
地址:华东理工大学实验15楼505室
电话:021-64250949
Email:czli@ecust.edu.cn

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3月23日，上海市委、市政府在上海展览中心友谊会堂召开上海市科学技术奖励大会，表彰2017年度为上海科技创新事业和经济社会发展作出突出贡献的科技工作者。我校再次成为获奖大户，共有13项成果获得表彰。
李春忠领衔的项目“基于界面增容的多相协同改性聚合物复合材料及制品开发”，获得技术发明一等奖。

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当前，材料领域的科技创新日新月异，超导材料、碳纤维以及陶瓷基、树脂基复合材料等等让普罗大众应接不暇，“材料”正向智能化、微纳化、可设计化方向发展。华东理工大学李春忠教授项目组在聚合物复合材料领域钻研多年，通过多种材料间的优势互补，造就了很多性能优异的新材料，其项目“基于界面增容的多相协同改性聚合物复合材料及制品开发”近日获评2017年度上海市技术发明一等奖。

性能+功能：复合材料应用广

电梯、无线基站、汽车，都会用到李春忠教授项目组研发的聚合物复合材料。他们研发的材料既有具有介电或阻燃等功能特性的环保聚氯乙烯，也有力学性能优异的聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯等复合材料。

其成果之一——电梯平衡补偿链的包裹材料具有绿色、阻燃的特性。电梯平衡补偿链是保持电梯平稳运行的重要安全部件，通常用聚氯乙烯包裹。但现有的材料含有一些欧盟法规禁用的物质，燃烧过程中烟密度大，且易产生有毒气体。项目组研发的高氧指数、低烟密度无卤阻燃聚合物弹性体满足欧盟法规要求，其阻燃和力学性能均超过德国和美国著名产品。

无线通信所用的基站，其射频天线需要天线罩的保护，免受紫外线、风雨、温度的影响。项目组研发的材料能承受80度温度，抗紫外线、耐老化、抗风等功能强大，适合长期在户外使用，并且还是可循环使用的环保材料。

在汽车的车身大梁、发动机周边等所有焊接的地方，都会用到堵块。堵块材料要具备优异的综合性能，包括回弹性、密封性、刚性韧性平衡等。项目组通过研究，把这么多功能和性能都集中到一种材料身上。他们改变了以前不同部位用不同堵块的状况，让车身周边、大梁等处用上一样的堵块，避免了装配失误带来的安全隐患。

企业+高校：协同创新成果多

要提升聚合物复合材料的性能（韧性、刚性、强度等）和功能（阻燃、耐寒、耐高温、回弹性、密封性等），就需要在聚合物中加入不同的物质。加什么？怎么加？如何使这些物质在聚合物中的分布、物质间的磨损消耗等朝着项目组设计的方向发展？项目组内企业与高校的研发人员密切合作十多年，找到了界面增容、多相协同、成型设备结构设计与工艺优化3个突破点，发明了系列具备高性能和特定功能的无机改性聚合物材料与制品。

其成果在第三方的评价中可窥见一斑——上海市科学技术委员会主持的验收中，验收专家认为项目组制备的聚丙烯和尼龙等聚合物复合材料“性能指标达到并部分超过国外同类产品”。耐紫外线射频天线挤出外罩类材料经江苏省产品质量监督检验研究院等单位测试，认为其性能指标达到或超过了国际同类产品美国吉安Geon87364，现已替代进口材料。低气味和低散发车用聚丙烯复合材料经上海泛亚技术中心等机构多轮评估，被认为达到行业领先水平。尼龙复合材料在瑞士通标标准技术服务有限公司的检测报告中，被认为综合性能优良，部分指标优于德国朗盛公司的产品……

项目实施过程中，得到国家自然科学基金重点项目、上海市重点科技攻关项目、上海市纳米科技专项和江苏省科技成果转化专项等的支持。项目组获得了授权中国发明专利26项，申请PCT专利2项，发表SCI和EI论文32篇。

节能+环保：经济社会效益佳

未来的竞争是材料的竞争。港珠澳跨海大桥、贵州“天眼”大口径射电望远镜……建设这些“超级工程”，先进材料功不可没。企业掌握功能强大的先进材料，往往能在市场竞争中轻松胜出。国家鼓励新材料的研发和应用，也容易在节能、环保等方面取得很好的社会效益。

项目组研发的电梯平衡补偿链产品，不仅可以减少摩擦噪声、增加运行平稳性，而且有阻燃、抑烟作用，售价还比国外同类产品降低20%。

他们研制的一种聚酰胺材料具有很高的刚性和长期耐热性，满足了起动机齿轮高刚性、耐热、耐磨的要求，可以替代金属齿轮。这对汽车轻量化是一大利好，也能更好地节约能源。另一种PBT/PET/杂化增强体复合材料由于具有优异的耐热性和力学性能，部分指标超过了国外同类产品，已在中高档国产轿车中应用。据新华社消息，2017上半年，全国机动车比2016年底增加938万辆。简单一算，就能看出新材料蕴含多么显著的经济和社会效益。

“复合化是材料发展的必然趋势之一。聚合物基复合材料是目前用量最大的品种。”项目组的老师表示，他们会在新材料的研发之路上不懈奋进，开发新的功能特性，满足人们生产生活的需求。

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2018国家自然科学基金重点项目-微区限域构建二维杂化电催化材料与调控机制
批准号        21838003        学科分类        ( B080901 )
负责人        李春忠        职称                单位名称        华东理工大学
资助金额        315万元        项目类别        重点项目        起止年月        2019年01月01日 至 2023年12月31日

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11月3日，中共中央、国务院在北京人民大会堂隆重举行2020年度国家科学技术奖励大会，华东理工大学化工学院院长李春忠教授领衔，材料科学与工程学院江浩、杨化桂、朱以华、沈建华等团队成员完成的“限域反应构建晶态能量转换材料及调控机制”科研成果喜获国家自然科学二等奖，李春忠作为获奖代表上台领奖。

        获奖项目“限域反应构建晶态能量转换材料及调控机制”利用微区限域反应解决了晶态能量转换材料原子尺度结构控制的关键科学问题，在晶态氧化物及其碳基复合能量转换材料及能量转换新机制方面取得原创性成果。首创微区限域反应精准调控晶态材料本体及表面原子近程结构新方法，首次构筑高活性、高指数晶面主导晶态氧化物和具有分子级单层防水表面晶态非氧化物材料新体系，揭示其光电转换性能及器件稳定性机制。创新提出表/界面限域构建特定异质界面晶态氧化物复合碳材料新思路，创制具有碳π态电子与氧化物导带电子杂化能级复合新结构；构筑丰富异质界面氧化物纳米晶嵌入介孔碳复合材料，发现界面阳离子富集及扩散强化显著增强电化学反应动力学。首创内部空隙可调晶态氧化物嵌入碳复合材料，有效解决嵌脱锂过程体积效应引起材料结构塌陷难题；利用微区限域反应使金属硫化物特定活性晶面与碳形成原子层交互排列，极大地提升储锂比电容量和稳定性。
        该成果在微区限域合成、材料原子尺度结构控制策略和能量转换机制等方面具有重要创新，对推进晶态能量转换材料结构控制理论发展及相关学科进步具有重要意义。
        李春忠教授1989年7月本科毕业于华东理工大学无机化工专业，1997年3月获华东理工大学化学工程专业博士学位，1998年晋升教授；现为华东理工大学化工学院院长，上海多级结构纳米材料工程技术研究中心主任；英国皇家化学会会士（FRSC），国家杰出青年科学基金获得者，纳米材料化工科技部重点领域创新团队负责人，入选国家百千万人才工程并被授予“有突出贡献中青年专家”，国务院政府特殊津贴专家，全国优秀教师，全国优秀科技工作者，上海市政协常委；国家自然科学基金委员会第十二、十三届化学科学部专家评审组成员，第八届教育部科技委量科学与柔性电子专委会委员；《Ind. Eng. Chem. Res.》和《Chin. J. Chem. Eng.》副主编；主要从事纳米材料化工领域的研究，作为第一完成人获得国家自然科学二等奖1项，国家科技进步二等奖1项，教育部和上海市自然科学一等奖各1项，上海市发明一等奖1项和上海市科技进步一等奖3项；2018年、2019年和2020年入选科睿唯安跨学科领域全球高被引科学家。

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对于电催化过程，电催化剂与电解液界面处所形成的一个特殊限域空间也被称为界面微环境。近日，我校化工学院李春忠教授课题组在二氧化碳电催化界面微环境调控领域取得新进展。相关成果以“Dynamically Formed Surfactant Assembly at the Electrified Electrode-Electrolyte Interface Boosting CO2 Electroreduction”发表在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。
        电催化反应发生在电催化剂与电解液界面处形成的纳米尺度的限域空间中，其组成和结构具有高度的外加电场依赖性，且受到催化剂结构和电解液组分的共同影响。电催化过程中的反应物、中间体和产物均通过界面微环境扩散到催化剂表面或本体电解液中，界面微环境结构对其内部反应与传递过程有着极为重要的影响。界面微环境结构与本体电解液结构显著不同，且无明确的边界。界面微环境结构随着外加电场的改变会发生动态演变，研究电催化剂与电解质界面微环境的分子尺度结构及其对外加电场的动态响应规律，是实现电催化剂与电解液高效匹配的关键。

         针对CO2和水共同参与的电催化还原过程，该工作创新性地采用了具有不同烷基链长度的季铵盐阳离子表面活性剂作为电解液添加剂，利用原位红外和拉曼光谱结合分子动力学模拟，研究了表面活性剂在电催化剂表界面的动态组装行为，以及CO2和水在界面微环境的动态分布和反应活性。发现随着偏置电位的增加，季铵盐阳离子表面活性剂在界面微环境中由无序排列转变为有序组装。表面活性剂动态形成的有序组装结构可以形成更紧密的双电层结构，促进界面微环境中的传荷和传质；另外发现烷基链长度越长，界面电容值越高，越有利于界面微环境中的荷质传递。通过原位红外和拉曼光谱表征，发现长链表面活性剂形成的有序结构通过排斥界面处的isolated water调节界面水的氢键环境、降低界面水的解离活性，并促进CO2在界面微环境中的富集，从而提高了CO2电还原制CO的选择性和偏电流密度。进一步利用分子动力学模拟，阐明了界面微环境中分子尺度的物质分布特征及其在外加电场下的演变规律，验证了原位实验光谱中观察到的表面活性剂的构象演变过程，发现长链表面活性剂形成的有序组装结构构建了亲气-憎水的通道，从而提高了气体的传质通量和反应选择性，抑制了电解水析氢的活性。该工作对界面微环境的认识可以推广到其他与水有关的电化学反应中，如水溶液中的氮气还原、氧气还原以及有机分子电还原。
       该工作第一作者为博士研究生葛旺鑫和陈育新，通讯作者为李春忠教授和江宏亮特聘研究员。此外，该研究工作得到了国家自然科学基金委重大研究计划集成项目和重点项目、上海市科委基础重大项目、上海高校特聘教授（东方学者）等经费支持。
       原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02486