学生工作

学子风采当前位置:首页 > 学生工作 > 学子风采

【喜报】热烈祝贺我院张月红宜荣获2017年博士国奖

发布时间:2017-11-02   作者:  访问量:

          张月红自我简介:

本人于20089月进入北京科技大学应用化学系,开始了大学生活,期间三次获得国家励志奖学金,还获得“北京市优秀毕业生”荣誉称号。20126月保研到化生学院姜建壮教授课题组,自此步入了研究生生涯。201411月获得建龙奖学金及优秀三好研究生荣誉称号。硕博连读期间共发表学术论文8篇,其中以第一作者发表SCI论文6篇。现将于20181月获得博士学位,特将五年科研生活总结如下:

“Dare to excel”。在学习中,我认真听讲,汲取新的知识点,学以致用,学位课程取得了优良成绩。在生活中,我积极帮助需要帮助的同学,积极参加班级集体活动和党支部活动,热情为大家服务。在科研工作中,我认真负责,实事求是,多总结乐分享,不急躁不气馁。

我主要从事新型二维多吡咯共轭稠合多核化合物的设计合成及性质研究。卟啉是卟吩外环带有取代基的同系物和衍生物的总称,该类化合物的共同结构是卟吩核。卟吩是由中心18电子组成的大p体系的平面性分子,具有芳香性。若将卟啉的母核卟吩四个中位上的碳原子换成氮原子,并在周边位置并上四个苯环,就构成了酞菁。与卟啉一样,酞菁也特有的18电子共轭大环体系,符合休克尔规则而具有芳香性。概括的来说,卟啉和酞菁分子具有共同的几个特点:一、具有大的平面的共轭π-电子体系;二、具有较好的对光和热的稳定性;三、分子在结构上具有多样性和化学修饰上的易裁剪性;四、这类分子可以和元素周期表中的70多个元素配位,形成配合物。以上特点使得卟啉酞菁化合物的种类繁多,各具特色,用途广泛。近年来,由于具有氮原子并且其中心金属可以进行调控,基于四吡咯单元构筑的二维分子材料在纳米电子器件、能量存储与转化、光催化和电催化等方面有极其重要的潜能,近年来引起了广泛的兴趣。其中通过共轭桥联的多核卟啉酞菁尤其引人注目。这是由于共轭桥联可以使桥联两端的卟啉酞菁基团的电子有效地融合,从而得到单独的卟啉酞菁基团所不具有的性能,这就大大拓展了卟啉酞菁的应用。特别是芳香环桥联的多核结构展示了更优越的性能,因此引起了更广泛的研究兴趣。目前,我主要构筑基于多吡咯基的共轭稠合多核化合物,研究新型二维多吡咯共轭稠合多核化合物的结构、光学性质及电化学性质。主要的研究成果包括以下几方面:

 一、通过苯并吡嗪环将卟啉和酞菁稠合,设计合成了卟啉酞菁稠合的双核及三核化合物。基于X射线单晶衍射分析,双核锌化合物的稠合四吡咯结构得到了证实。电化学、理论计算和时间分辨光谱等结果揭示了这一系列的双核、三核化合物表现为π共轭的整体,这是四吡咯生色团之间具有较强的π-π相互作用所导致的。通过稠合桥联基团,这些卟啉酞菁稠合多核化合物的π电子体系得到了有效的扩展,使得卟啉酞菁大环间具有较强的电子相互作用和较大的跃迁偶极矩。由于以上原因,这些异核四吡咯稠合多核化合物具有较大的荧光量子产率(>0.13)和较长的荧光寿命(>1.3ns)相关研究成果以论文形式发表在Chem.Euro.J. (IF = 5.184)杂志上。

 二、将卟啉和亚酞菁生色团通过苯并吡嗪环连接,设计合成了首例混杂卟啉亚酞菁稠合双核化合物。基于X射线单晶衍射分析,此双核化合物的平面-碗状结构得到了证实。瞬态和稳态光谱分析、电化学测试和理论计算等结果表明此化合物的前线轨道HOMO离域在整个分子骨架上,揭示了处于基态时卟啉单元和亚酞菁单元之间有效的电子作用。然而,在LUMO中,由于苯并吡嗪环的吸电子性,电子密度主要分布与苯并吡嗪环上,而在卟啉单元和亚酞菁单元的分布很少。因此,在此分子中存在从卟啉单元和亚酞菁单元向苯并吡嗪环的电荷转移。相关研究成果以论文形式发表在Chem.Commun. (IF = 6.238)杂志上。

 三、为了构建新型功能分子材料,很多研究者致力于二维四吡咯基分子多聚物的研究。迄今为止,对于卟啉酞菁的稠合体系研究已经相当丰富,而且这些化合物在光合成天线模型、近红外染料、光动力学治疗等方面具有很大的应用前景。然而尽管有光学活性的四吡咯基稠合多聚物在手性识别、不对称催化等方面具有重要的科学研究价值和应用前景,关于此类化合物的相关研究却少见报道,仅限于一例直接连接的卟啉二聚物。因此,我们通过在卟啉酞菁稠合双核和三核化合物的酞菁周边引入具有光学活性的联二萘基团,设计合成并分离得到了首例具有诱导光学活性的卟啉酞菁稠合双核和三核化合物。电子吸收谱图、磁圆二色谱和圆二色谱以及理论计算结果表明手性信号有效地从联二萘基团传递到了卟啉、酞菁生色团上,并且揭示了有效的大环间电子作用使得π电子离域在整个稠合体系中。相关研究成果以论文形式发表在Inorg.Chem. Front. (IF = 4.036)杂志上。

自入学到现在,我积极参加各种学术活动。经常参加我们课题组请的国内外知名学者报告,参加学院请的有名学者的学术报告,参加学校里某些特定研究方向的学术报告,参加中国科学院主办的与我的课题相关的学术报告。聆听奋斗在科研前线的大师们幽默风趣的讲座,我了解了很多研究动态,他们个人的结构知识体系的完整性和对科研的严谨性也深深映入在我脑中。20157月份,我参加了在香港举办的第五届亚洲配位化学大会,认识了很多国外学者,在会议期间学习了很多新知识,让本人对该学科的研究动态有了新的认识。20165月份,我参加了中国化学会第七届全国物理无机化学会议,更是让我获益匪浅。20177月份,还参加了全国第四届卟啉酞菁会议,参与海报评奖并获奖。

 要有输入,才有输出,无论是在生活中还是科研中,都要孜孜不倦,汲取大量的养分,才能够做一个内心充实的人,乃至一个踏实的科研工作者。朝抵抗力最大的方向去行走,科研的路途生活的故事总不是那么平坦顺利,坎坷艰苦孤独难免,此时则需要坚强的意志力,克服自身的惰性,才能做出一番成就。从心所欲不逾矩,从束缚中挣扎得自由,从整齐中酝酿出变化。孔子说:七十而从心所欲,不逾矩。这是道德家的极境,而我想这也应该是科学家的极境了吧。