鲁效庆

发布时间:2018-12-12浏览次数:4699

姓名:鲁效庆

单位:材料科学与工程学院

学位:博士

职称:教授

专业:材料科学与工程

导师类别:博导

电子邮箱:luxq@upc.edu.cn

通讯地址:山东省青岛市黄岛区长江西路66

课题组网站:http://nees.sci.upc.edu.cn/

  研究方向

1)多孔材料设计及气体吸附/分离行为研究:

采用多尺度计算模拟技术结合实验精准合成,研究CO2等小分子气体在多孔材料中的吸附及分离行为;探究多孔材料的孔隙拓扑结构、气体分子与材料稳定性分析、材料的电子结构分析、气体与材料之间的相互作用方式等;通过对多孔材料进行功能化设计,提高材料吸附与分离性能,明确材料与气体分子间的作用机理,为多孔纳米材料的设计开发提供指导。 

2)能源催化剂设计、合成、评价及表界面机制研究:

从高效非贵金属催化剂设计合成出发,围绕催化剂活性中心的氧化还原状态、表界面结构、相互作用等精细结构调控,开发多种能源催化剂用于电水制氢/制氧、还原CO2制多碳烯/烷烃、柴/汽油加氢脱硫等;采用分子模拟方法,研究催化剂表界面催化反应过程,明确活性位点催化行为本质,为高效催化剂设计开发提供理论指导。 

3)柔性自支撑储能电极的开发及应用基础研究:

开展柔性自支撑电化学储能电极材料(超级电容器、二次电池等)的设计、合成及应用研究,在不同的集流体基底上原位构筑活性物质的微纳米结构,直接裁剪即可组装电容器、电池等进行测试和使用,在保证高容量、高稳定性的同时,避免了传统电极制备的复杂工艺,有望实现为可穿戴元器件供能。 

4)太阳能电池关键材料设计与光电转换机理研究:

采用DFTTD-DFT研究染料敏化太阳能电池中敏化剂光电转换机理,遴选利于表面吸附、结合力强、电子传输便利的敏化剂吸附基团;采用第一性原理计算并分析钙钛矿的微观结构、态密度、能带结构及吸收光谱等光电特性,筛选高效的钙钛矿光电转换材料,以此为实验研究提供理论解释与设计指导。 

  教育经历

2008.09-2011.08,香港城市大学,材料科学,博士

2005.09-2008.07,中国石油大学(华东),无线电物理,硕士

1998.09-2002.07,聊城大学,物理学,学士 

  工作经历

2021.09-至今,中国石油大学(华东),教授,材料科学与工程学院副院长

2017.01-2021.08,中国石油大学(华东),教授

2012.01-2016.12,中国石油大学(华东),副教授

2011.09-2011.12,中国石油大学(华东),讲师

2002.07-2005.08,中国石油大学(华东),教师 

  学术兼职

担任Energy Enviorn. Sci.Appl. Catal. B: Environ.ACS Catal.ACS Appl. Mater. InterfacesJ. Mater. Chem. AJ. Mater. Chem. CNanoscaleJ. Phys. Chem. L、等30余国际期刊审稿人。 

  主讲课程

主讲本科生课程《计算材料学》、《学科前沿知识讲座》及《材料分析与性能检测试验》、《计算材料学实验》等;研究生课程《材料分子设计》、《能量储存和转化中的计算科学》、《材料分子结构与设计》等。 

  指导研究生及博士后

累计指导博士、硕士研究生30余人,毕业生任职于大型国企或去海外知名高校攻读博士学位。 

  承担项目

先后主持国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省优秀中青年科学家科研奖励基金、中国石油科技创新基金、中央高校自主创新项目等基金项目30余项。 

  荣誉称号

1.

优秀共产党员

2019.12

2.

品行标兵

2016.12

3.

优秀教师

2015.09

4.

优秀青年工作者

2015.05

 

  论文(近三年通讯作者代表论文)

1.S.F.Cao,S.N.Zhou,H.Y.Chen,S.X.Wei,S.Y.Liu*,X.J.Lin,X.D.Chen,Z.J.Wang,W.Y.Guo, X. Q. Lu*. How can the dual-atom catalyst FeCo‒NC surpass single-atom catalysts Fe‒NC/Co‒NC in CO2RR? CO intermediate assisted promotion via a synergistic effect, Energy & Environmental Materials, 2021, DOI:10.1002/eem2.12287.

2. X.J.Lin, S. F. Cao, H. Y. Chen, X. D. Chen, Z. J. Wang*, S. N. Zhou, H. Xu, S. Y.Liu, S. X. Wei, X. Q. Lu*. Boosting oxygen evolution reaction of hierarchical spongy NiFe-PBA/Ni3C(B) electrocatalyst: Interfacial engineering with matchable structure. Chemical Engineering Journal, 2021,DOI:10.1016/j.cej.2021.133524.

3. Z.J.Wang#, P.Guo#, S.F. Cao, H. Y. Chen, S. N. Zhou, H. H. Liu, H. W. Wang, J. B. Zhang, S. Y. Liu, S. X. Wei, X. Q. Lu*.Contemporaneous inverse manipulation of the valence configuration to preferred Co2+ and Ni3+ for super-active overall water electrocatalysis, Applied Catalysis B: Environmental, 2021,284, 119725.

4. J. Xu*, L. K. Yang, S. F. Cao, J. W. Wang, Y. You, K. Xing, J. J. Zhang*, X. Q. Lu*. Sandwiched cathodes assembled from CoS2-modefied carbon clothes for high-performance lithium-sulfur batteries. Advanced Science,2021, 8, 2101019.

5. W. Duan#, Z. W. Qiu#, S. F. Cao#, Q. Guo, J. K. Huang, J. Y. Xing, X. Q. Lu*, J. B. Zeng*, Pd–Fe3O4 Janus nanozyme with rational design for ultrasensitive colorimetric detection of iothiols. Biosensors & Bioelectronics, 2021, 196, 113724.

6. S. F. Cao, S. X. Wei*, X. F. Wei, S. N. Zhou, H. Y. Chen, Y. Y. Hu, Z. J. Wang, S. Y. Liu, W. Y.  Guo, X. Q. Lu*. Can N, S cocoordination promote single atom catalyst performance in CO2RR?   Fe‒N2S2 porphyrin vs. Fe‒N4 porphyrin, Small,   2021, 17, 2100949.

7. S. N. Zhou, S. F. Cao, S. X. Wei, Z. J. Wang*, H. Y. Chen, X. J. Lin, X. D. Chen, S. Y. Liu, X. Q. Lu*. Triple-atom catalysts 3TM-GYs (TM = Cu, Fe, and Co; GY = graphyne) for high-performance CO2 reduction reaction to C1 products. Applied Materials Today, 202125, 101245.

8. H. Y. Chen#, Z. J. Wang#, S. F. Cao, S. Y. Liu, X. J. Lin, Y. Zhang, Y. Z. Shang, Q. Y. Zhu, S. N. Zhou, S. X. Wei, B. J. Wei*, D. F. Sun, X. Q. Lu*. Facile synthesis of antimony-doped Cu/Cu2O catalyst with robust CO production in broad potentials for CO2 electrochemical reduction. Journal of Materials Chemistry A,2021, 9, 2323423242.

9. S. N. Zhou, M. H. Wang, S. X. Wei*, H. L. Xin, W. R. Zhai, S. Y. Xu, S. Liu, S. Y. Liu, Z. J. Wang, C.-M. L. Wu, X. Q. Lu*. Multi-objective optimization of alkali/alkaline earth metals doped graphyne for ultrahigh-performance CO2 capture and separation over N2/CH4, Materials Today Physics,2021,21, 100539.

10.H. H. Liu#, S. F. Cao#, J. R. Zhang, S. Y. Liu, C. Chen, Y. Zhang, S. X. Wei, Z. J. Wang*, X. Q. Lu*. Facile control of surface reconstruction with Co2+ or Co3+-rich (oxy)hydroxide surface on ZnCo phosphate for large-current-density hydrogen evolution in alkali, Materials Today Physics,2021,20, 100448.

11.C. Guo, T. Zhang, X. Q. Lu*, C.-M. L. Wu*. Rational design and effective control of gold-based bimetallic electrocatalyst for boosting CO2 reduction reaction: a first principles study, ChemSusChem, 2021, 14, 2731–2739.

12. J. R. Zhang#, S. X. Wei#, H. W. Wang, H. H. Liu, Y. Zhang, S. Y. Liu, Z. J. Wang*, X. Q. Lu*.   Carbon quantum dots promote coupled valence engineering of V2O5 nanobelts for high performance aqueous zinc-ion batteries, ChemSusChem, 2021, 14, 20762083.

13.W.Yan, S.F.Cao, Z.X. Xiao, F. N. Dai, T. Xing, Z. Li, Y. L. Chen*, X. Q. Lu*, X. Y. Li*. Novel heteroatom sulfur porphyrin organic polymer as a metal-free electrocatalyst for acidic oxygen reduction reaction, Electrochimica Acta, 2021, 377, 138107.

14.S. N. Zhou, M. H. Wang, S. X.   Wei, S. F. Cao, Z. J. Wang*, S. Y. Liu, D. F. Sun, X. Q. Lu*. First-row transition-metal-doped graphyne for ultrahigh-performance CO2 capture and separation over N2/CH4/H2, Materials Today Physics,2021, 16, 100301.

15.S. N. Zhou#, M. H. Wang#, J. H. Wang, H. L. Xin, S. Y. Liu*, Z. J. Wang, S. X. Wei, X. Q. Lu*. Carbon phosphides: promising electric field controllable nanoporous materials for CO2 capture and separation. Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8, 99709980.

16.J. Xu*, B. S. Yu, H. Zhao, S. F. Cao, L. L. Song*, K. Xing, R. Zhou, X. Q. Lu*.Oxygen-doped VS4 microspheres with abundant sulfur vacancies as a superior electrocatalyst for hydrogen evolution reaction, ACS Sustainable   Chemistry & Engineering, 2020,8, 1505515064.

17.M. H. Wang#, S. N. Zhou#, S. F. Cao, Z. J. Wang*, S. Y. Liu, S. X. Wei, X. Q. Lu*. Stimulus-responsive adsorbent materials for CO2 capture and separation. Journal of Materials Chemistry A, 2020,8, 1051910533.

18.P. Guo#, Z. J. Wang#*, S. H. Ge, H. Y. Chen, J. B. Zhang, H. W. Wang, S. Y. Liu*, S. X. Wei, X. Q. Lu*. In situ coupling reconstruction of Cobalt–Iron oxide on a cobalt phosphate nanoarray with interfacial electronic features for highly enhanced water oxidation catalysis. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 20208, 47734780.

19.P. Guo, Z. J. Wang*, T. Zhang, C. Chen, Y. L. Chen, H. J. Liu, M. L. Hua, S. X. Wei, X. Q. Lu*. Initiating an efficient   electrocatalyst for water splitting via valence configuration of   low-crystallinity Cobalt-Iron oxide, Applied Catalysis B: Environmental,2019258, 117968.

20.C. Guo, T. Zhang, X. X. Deng, X. Y. Liang, W. Y. Guo, X. Q. Lu*, C.-M. L. Wu*. Electrochemical CO2 reduction to C1 products on single Nickel/Cobalt/Iron doped graphitic carbon nitride: a DFT Study, ChemSusChem, 2019, 12, 5126 – 5132. 

  专利

授权国家发明专利5项:

1)鲁效庆,党勇,赵兹罡,李可,张明敏,周赛男,魏淑贤. 一种分析CO2/CH4在褐煤中吸附机理的方法, 2017.11.28, 中国, ZL201510202355.3

2)鲁效庆,赵兹罡,党勇,李可,朱青,邵洋,魏淑贤. 一种筛选高效钙钛矿敏化剂的理论方法, 2017.10.24, 中国, ZL201510202576.0

3)鲁效庆,朱青,魏淑贤,史晓凡,靳栋梁,邓志刚,郭文跃. 一种识别MoP催化剂脱氮活性位的方法,   2016.08.03, 中国, ZL201410088160.6

4)鲁效庆,邵洋,魏淑贤,朱青,靳栋梁,史晓凡,陈相峰. MIL-101MOF材料微固相萃取探头及制备方法,   2016.06.01, 中国, ZL201410125560.X

5)鲁效庆,温增强,朱青,邓志刚,邵洋,魏淑贤,郭文跃. 一种测试甲醇燃料电池阳极材料活性的方法, 2015.07.08, 中国, ZL201410119888.0