中国科学院院士黄春辉

黄春辉,无机化学家 1933年5月4日生于河北邢台,籍贯江西吉安。1955年毕业于北京大学化学系。北京大学化学学院教授及复旦大学先进材料实验室教授。2001年当选为中国科学院院士。黄春辉先后共发表论文250余篇,其中进入SCI源期刊的有130篇。她著有《稀土配位化学》(科学出版社,1997年)。参加编写了《无机化学丛书第七卷——钪与稀土元素》(科学出版社,1992年)并负责全卷统稿,《稀土》(冶金出版社,1995 年第二版),《高等无机化学实验》(北京大学出版社,1987年)。

1933年5月4日 出生于河北邢台,祖籍江西。

1951年9月至1952年夏 在清华大学化学系学习。

1952年夏至1955年夏 因院系调整在北京大学化学系学习,大学本科毕业。

1955年夏至1976年 在北京大学化学系任助教。

1976-1978年 在北京大学生化学系任讲师。

1978-1986年 北京大学化学系任副教授。

1981-1982年 在美国能源部Ames国家实验室做访问学者。

1982-1983年 美国Arizona大学化学系做访问学者。

1988-1990年 北京大学化学系教授。

1990年至今 北京大学化学系教授,博士生导师。

主要研究领域是稀土配位化学和分子基功能膜材料。前者内容涉及到稀土元素的萃取分离、稀土配合物的分子设计、合成、结构及性质研究,特别是稀土配合物的光致发光及电致发光性质的研究。在分子基功能材料的研究中,将二阶非线性光学材料分子设计的原理引入到光电转化材料的设计中,发现了两者在构效关系上的相关性,开发了一类新的光电转化材料。著有《稀土配位化学》、《光电功能超薄膜》和《有机电致发材料与器件导论》等。曾获国家自然科学奖二等奖等。

稀土功能配合物的研究方面,在分子基功能材料的研究中,稀土配合物的光学微腔中同时观察到荧光增强和寿命缩短这两个介观物理现象;以铽配合物组装成的电致发光器件,其绿光亮度达到目前同类工作已知的最高值——920坎德拉/平方米。在分子基功能材料的研究中,将二阶非线性光学材料分子设计的原理引入到光电转化材料的设计中。在具有二阶非线性的半菁染料体系中,发现了两者在构效关系上的相关性,开发了一类新的光电转化材料。在对二氧化钛纳米晶体进行表面修饰后,提高了染料敏化纳米晶太阳能电池的一些重要指标。主要研究稀土配位化学和分子基功能膜材料。前者内容涉及到稀土元素的萃取分离、稀土配合物的分子设计、合成、结构及性质研究,特别是稀土配合物的光致发光及电致发光性质的研究。 70年代后期,黄春辉开始从事稀土分离化学和稀土配位化学的研究。由黄春辉主持研究的“稀土萃合物和萃取机理的研究”于1988年获教委科技进步二等奖(第一作者)。该项研究的特色在于按照萃取体系的分类系统研究了5个类型的萃取体系的萃取络合物结构,配合宏观热力学研究从分子水平上开展了萃取机理的研究。例如二乙基己基磷酸酯(HL)是稀土分离中常用的萃取剂之一,当稀土与HL的比例大于1:3时,萃取体系发生乳化,在过去的文献中对此现象有过一些定性推测。黄春辉由模型分子出发,得出只当烷基磷酸酯中的烷基为甲基、稀土:HL=1:3时,萃合物为三维网状结构;当烷基长度大于乙基时,萃合物为准一维链状高聚结构,从而为生产工艺的控制提供了理论依据。又例如,在一般情况下,体系确定之后分离系数可近似视为常数;但在环烷酸萃取分离钇时,钇与其他稀土,特别是镧,按通常测定的分离系数去设计流程时偏差很大。种种迹象表明,其间发生了带同萃取,带同萃取的可能性之一是有异双核配合物的存在。黄春辉由热力学数据确定了在该体系中异双核配合物比同双核配合物更稳定,同时也用模型分子得到了镧钇双核配合物的单晶。这一研究结果从理论上指出,在用环烷酸从稀土混合物中萃取高纯氧化钇之前,有加入重轻稀土分割程序的必要性。直至目前为止,生产中一直沿用这一研究成果。

此外,黄春辉还参加了多种稀土萃取分离工艺的研究,作为主要参与者之一与其他同事一起获得过1978年全国科技大会成果奖,1988年国家自然科学三等奖(串级萃取理论及其在工业上的应用,第四作者),1989年国家教委科技进步一等奖(第四作者)。

自80年代后期,她在稀土分离化学及配位化学研究的基础上又开展了分子基功能材料及其超薄膜的研究。在稀土光致发光材料的研究中,将荧光性能优越的稀土配合物制成两亲性分子,利用LB膜技术可在分子水平上精确控制膜厚的优点,成功地应用到光学微腔的组装上,首次在稀土配合物的光学微腔中观察到荧光亮度增强和寿命缩短这两个介观物理现象。在电致发光方面,以铕、铽为发光物质,使铽的发光在18V下达到920Cd/m2,这是目前同类工作的文献的最高值。首次将稀土配合物大阴离子引入到二阶非线性光学材料中,使染料分子的光学二阶非线性系数有了大幅度的提高,并对其机理进行了深入的探讨。在二阶非线性及光电转化材料的研究中,首次在染料体系中发现了二者在结构上的相关性。此外,还研究了一系列C60氨羧及多氨多羧单加成衍生物的光物理、光化学及表面化学行为。在单分子层修饰的电极上,获得的光电转化量子产率最高达到8%,是目前文献报导单层膜的最高值。以上的部分内容获1996年教委科技进步二等奖(第一作者)。

黄春辉长期从事教学工作,她热爱教育事业,热爱自己的学生,富于奉献精神。她认为教书育人是人民教师的光荣职责,今天的学生就是明天的栋梁之才,导师的责任就是要将自己的学生带到学科领域的最前沿,这就要求导师不仅要传授自己所熟悉的知识,而且要不断地更新自己的知识结构,开拓新的研究领域。只有这样,在21世纪的科学舞台上,学生才有可能具备与国际同行对话的能力和合作的基础。在这样的思想指导下,黄春辉以其新颖的研究方向,深深地吸引着年轻人,极大地调动了学生的积极性和创造性。学生勤奋努力,思想活跃,在一个宽松活跃的气氛中得到了严格的科学训练。黄春辉在指导研究生时,在强调实事求是、精益求精的同时,更强调调动学生自身的创新精神。在指定论文题目时,从不将指标定死,而是留有余地,给学生以自由发挥的足够空间;这样,她的研究生在学习和研究工作中不但能够得到严格的实验技能训练,而且可以得到科研思维及自主安排工作的锻炼。她的研究小组成果丰硕,当学生们毕业离开这个集体时常常留下了许多催人泪下的肺腑之言。黄春辉前后共培养硕士生11名、博士生19名,其中一名博士生获1996年中国化学会青年化学奖,并获得1997年首届全国优秀博士论文奖;另一名获得1999年中国大学生“五四奖学金”;一名年轻教师获1998年中国化学会青年化学奖,并获1998年国家杰出青年基金资助。黄春辉本人也于1996年和1998年两度获得北京大学优秀博士生导师奖励。