潜心科研 持之以恒--孔祥建事迹介绍
——孔祥建事迹介绍
孔祥建，男，1979年12月出生，山东曲阜人。2003年7月毕业于聊城大学获理学学士，2009年毕业于厦门大学获得无机化学专业博士学位，其中2007年9月到2008年9月在美国亚利桑那大学化学系联合培养一年。博士毕业后在厦门大学化学化工学院工作至今，2014年9月到2015年9月期间在美国芝加哥大学做访问学者。 现为厦门大学化学化工学院教授，博士生导师。主要从事高核稀土及稀土－过渡金属团簇的制备与磁学性质的研究。孔祥建教授已在J. Am. Chem. Soc.（5篇）、 Angew.Chem. Int. Ed.（5篇）、 Acc. Chem. Res.等国际知名学术期刊发表SCI论文50余篇，论文总他引2500余次，其中引用超过100次的论文11篇， 发表的论文多次被Nature、Nature Nanotechnology，NatureChina，Chemical Science和美国化学工程新闻（C&EN）等期刊作为研究亮点进行报道。孔祥建教授曾获全国百篇优秀博士学位论文（2011）、中国化学会青年化学奖（2012）、国家自然科学基金优秀青年科学基金（2014）、教育部霍英东青年教师基金（2016）和教育部“长江学者奖励计划”青年学者项目（2016）。
高核稀土团簇，因其纳米尺寸的分子结构和奇特的光、电、磁和催化性质，已经成为化学领域最活跃的研究热点之一，它的研究对于扩展稀土材料的性质和应用具有重要的意义。孔祥建教授在高核稀土团簇的制备与磁学性能的研究中得了一些创新性研究成果，形成了具有一定国际影响力的研究方向，其在稀土团簇化学方向上的主要创新成果如下：
一、提出了有效制备高核稀土团簇的策略
由于稀土离子丰富的配位数和多变的配位构型，高核稀土团簇的合成一直是无机化学领域一个极具挑战的课题之一。由于合成上的困难，高核稀土团簇的性能研究受到了极大的限制。孔祥建教授基于阴离子模板对稀土离子的诱导聚集作用，提出了阴离子模板缓释策略和混合阴离子模板策略。阴离子模板的缓慢释放不但会降低阴离子的平衡浓度，防止稀土离子的沉淀反应，而且会诱导金属离子形成高核金属簇合物，而混合阴离子模板则会协同诱导金属离子的聚集和丰富团簇结构，是合成高核稀土团簇的有效方法。基于此方法，该课题组合成了系列高核稀土团簇（如最高核数的稀土团簇Ln104、60核的笼状团簇Ln60等）及高核稀土-过渡金属团簇（如41核双壳层Ln20Ni21、50核双壳层Ln20Ni30、108核四壳层Ln54Ni54、以及136核四壳层Ln60Ni76等），探讨了稀土离子在阴离子模板作用下的自组装规律。
二、发展了一种制备单分散金属团簇的简单方法，研究了金属团簇的单分子磁性
单分散金属团簇的制备对于研究单分子器件具有重要的意义，而如何获得单分子金属团簇是目前团簇化学面临的重要挑战之一。孔祥建教授课题组利用简单的反相微乳法，成功将单个团簇Gd52Ni56包覆于单个SiO2球，获得了单分散金属团簇Gd52Ni56@SiO2的核壳结构，从而实现了金属纳米团簇的单分子化。研究表明单分散金属团簇Gd52Ni56@SiO2不但保持了Gd52Ni56簇合物本身的磁性，而且有效消除了金属团簇间的相互作用。另外，他们在单分散金属团簇Ln12Fe14@SiO2的研究中发现，SiO2的包覆作用不但可以消除团簇间的磁相互作用，而且还会改变外层三价Fe离子的零场分裂值。该研究工作不仅提供了一种操作简单、高普适性的制备单分子纳米团簇的新方法，也为研究单分子纳米团簇的性能提供了实验基础。
三、系统研究了高核稀土团簇的磁热效应
基于“磁热效应”（MCE）的磁制冷技术是利用磁致冷材料等温磁化时向外界放射热量而绝热去磁时从外界吸收热量的原理达到制冷目的的新技术。相对于传统的蒸汽循环制冷技术，磁制冷技术具有制冷效率高、耗能低、无污染、噪音小、操作方便等优点 因此，磁制冷在超低温制冷、低温超导、太空开发、核技术等多个领域有广泛的应用前景。而高核稀土团簇分子磁体具有非常高的金属配体比及基态自旋密度，从而拥有高的磁热效应，此类分子有望在超低温的磁致冷方面取得很好的效果。孔祥建教授课题组从提高磁自旋密度、降低磁各向异性设计出发，利用简单的乙酸配体，制备了系列高磁热效应的高核稀土及稀土-过渡金属团簇。如48核Gd36Ni12和52核Gd42Ni10簇合物分别显示了36.3 J kg-1 K-1和41.2 J kg-1 K-1的磁熵变，这是当时报道的磁熵变最大的异金属簇合物。另外，利用最简单的乙酸配体制备的Gd104簇合物,具有46.9 J kg-1 K-1的磁熵变，这是当时报道的磁热效应最高的纯稀土团簇。
四、探讨了单分散金属团簇的光催化性能
由于具有多个金属中心以及纳米级的分子结构，金属团簇是一类理想的分子催化剂。把具有催化活性的金属团簇与多孔金属有机框架材料（MOF）相结合可以得到具有协同效应的多功能复合材料。孔祥建教授课题组利用金属团簇的催化作用结合MOF材料的孔道限域作用，制备了高效光催化材料和选择性光电传感材料。如把具有催化性能的POM团簇负载于具有光敏活性配体支撑的稳定MOF结构框架中，由于MOF孔道的限域作用，增强了光敏配体和催化剂之间的多电子传递效率，实现了高效的可见光光解水产氢性能。这一POM@MOF复合材料不但会保留金属簇合物的催化活性中心，而且会结合MOF的规则有序孔道，因此在特定分子的选择性催化方面具有潜在的应用，为开展分子催化剂的研究提供了新思路。另外，该课题组把ZnO纳米颗粒包覆于ZIF-8多孔材料中，合成了ZnO@ZIF-8的纳米复合材料，利用ZnO与MOF孔道的协同效应，实现了ZnO@MOF的选择性光电化学传感性能。同时，他们课题组合成了系列稀土钛氧团簇Ln8Ti10，这是目前掺杂稀土数目最多的钛氧团簇，由于稀土与过渡金属Ti4+间的协同效应，实现了稀土钛簇Ln8Ti10的高效光电催化产氧性能。
孔祥建教授课题组始终围稀土及稀土过渡金属团簇的合成与性能研究，在稀土团簇领域积累了10余年的研究经验，发表了系列原创性的研究成果，得到国内外同行的高度评价。正在进行一系列国家自然科学基金、教育部和福建省的相关项目研究，包括国家优秀青年科学基金和国家自然科学基金重大项目等。通过这些系列研究课题的开展，不仅在稀土团簇特别是高核稀土团簇的研究方法、研究设备、研究对象等方面有了很好的研究基础和积累，而且形成了一支较为活跃的研究团队。这为团队今后的研究发展积淀了坚实的基础。