能源前沿讲座 第1期 | 李剑锋：拉曼光谱原位研究表界面反应过程

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主讲人简介

李剑锋，男，厦门大学化学化工学院教授/能源学院副院长。2003年本科毕业于浙江大学；2010年在厦门大学获得博士学位；2011-2014年在瑞士伯尔尼大学和瑞士苏黎世联邦理工学院从事博士后研究。

主要研究领域为表面增强拉曼光谱、电化学、界面催化、原位表征、拉曼光谱快检等。

在国际高水平学术刊物上发表论文240余篇，包括以通讯作者身份发表在Nature、Nature Energy、Nature Mater.、Nature Nanotechnol.、Nature Catal.、Nature Protoc.等杂志，被引用2万余次，授权发明专利20项，撰写英语书章节5部。担任国际物理化学权威期刊J. Phys. Chem. C的副主编、国际拉曼光谱大会执行委员会委员、光散射专业委员会副主任；曾获全国百篇优秀博士论文奖、国家杰出青年基金、优秀青年基金、中国青年科技奖、腾讯科学探索奖、国家自然科学奖二等奖（排名第三），入选万人计划-科技创新领军人才和高层次青年人才。

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讲座回顾

2024年3月13日下午，先进能源学院邀请厦门大学李剑锋教授来院开展学术交流。李教授作了题为“拉曼光谱原位研究表界面反应过程”的主题讲座，中山大学工学部主任郭烈锦院士、中山大学先进能源学院院长姚向东教授、学院专任教师及硕博研究生到场交流学习。

讲座的主要内容包括：表面增强拉曼光谱（SERS）可提供物质指纹结构信息，且具有极高的表面检测灵敏度。然而，只有在粗糙的Au、Ag、Cu等材料表面才具有较高的SERS增强效应，极大地限制了实际应用。针对此瓶颈，李教授课题组通过构筑不同核壳纳米结构，建立和发展了“借力”策略、壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱（SHINERS）及其卫星结构策略，突破传统SERS对材料与形貌的限制，提升拉曼光谱的检测灵敏度和空间分辨率。原位表征模型单晶、实际纳米催化剂表面的能源/电化学反应过程，捕获了不同表面反应中间物种（OOH*、OH*、O2-等）的直接光谱证据，从分子水平阐明了氧化原、氢氧化等重要反应的机理与构效关系，以及界面水分子结构对反应机制的调控作用，为长期争议的电化学/催化反应机理提供直接实验证据。此外，课题组将壳层隔绝模式拓展至其它等离激元增强光谱，发展了具有超高灵敏的壳层隔绝纳米粒子增强荧光/磷光/和频等系列谱学技术。

讲座中还介绍了用拉曼光谱进行食品、毒品、农药等领域的检测，利用壳层隔绝增强模式获得表面微量残留的检测。同时开展了新冠病毒和心梗领域的快速检测，自主研发了手持拉曼仪器，且实现多通道自动化检测，准确率高达99.5%。不仅将拉曼光谱应用于催化表界面理论研究，而且实现了实际样品的快速检测。

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文献信息

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[1]    J. F. Li, Z. L. Wang,* Z. Q. Tian* et al. Nature 2010, 464, 392.

[2]    Y. H. Wang, F. Pan,* J. F. Li* et al., Nature, 2021, 600, 81.

[3]    J. C. Dong, J. Feliu,*; J. F. Li* et al. Nature Energy 2019, 4, 60.

[4]    C. Y. Li, J. B. Le, J. F. Li* J.Cheng* et al. Nature Mater. 2019, 18, 697.

[5]    C. Y. Li, S. Duan, Y. Luo, J. F. Li* et al. Nature Nanotechnol. 2020, 15, 922.