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卜显和

男, 南开大学材料科学与工程学院, 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1982.09-1986.07, 南开大学化学系, 本科学生
1986.09-1992.12, 南开大学化学系,博士学生
1990.10-1992.05,日本广岛大学医学部药学科,联合培养博士生
1992.10-1995.11,南开大学化学系,讲师,副教授
1995.12-至今, 南开大学,教授
1998.06-1999.10,日本分子研究所/东京大学,访问教授
2002.10-至今, 南开大学,国家杰青
2004.01-2004.06, 香港科技大学化学系,Crocher 访问教授
2004.01-至今, 天津市金属与分子基材料化学重点实验室,主任
2004.10-2013.10, 南开大学化学学院化学系, 主任
2004.12-至今, 南开大学, 长江学者特聘教授
2015.07-至今,南开大学材料科学与工程学院,副院长、首任院长

研究领域和兴趣

无机化学-功能配合物

主要业绩

卜显和教授长期从事科学研究和教书育人工作。 1997年入选教育部跨世纪人才,2002年获国家杰出青年基金,2004年获聘“长江学者”特聘教授,2014年当选英国皇家化学会会士。同时,卜显和教授是现任中国化学会晶体化学专业委员会主任、中国晶体学会小分子专业委员会副主任、Dalton Trans等顾问编委,中国科学、高校学报、中国化学快报、结构化学、无机化学学报、科技导报、应用化学、中国化学等杂志编委。
科学发现及学科贡献:
他专注于配位聚合物材料研究,在配位聚合物的功能导向、结构调控、精准合成等方面做出了开拓性和引领性的工作,以通讯作者在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Adv. Mater., Chem. Sci.等国际权威期刊发表论文500余篇 (IF>10论文45篇,IF>4论文223篇),他引18000余次,H因子78;2016年起连续入选爱思唯尔中国高被引学者榜单。副主编《配位化学》教材一部,参编相关专著5部。主持完成的“配位聚合物构筑与结构性能调控”获2014年国家自然科学二等奖,“基于无机-有机杂化的配位空间的构筑与性能研究”获天津市2018年首次设立的自然科学特等奖。主要科学发现如下:
一、开拓柔性配位聚合物研究新方向,由此建立了基于配体设计的普适的结构调控方法
他提出利用柔性配体构型多样性可进一步丰富配位聚合物结构类型并有望构筑柔性结构的思想,开展了相关工作,是国际上柔性配体体系研究的开拓者之一。在Angew. Chem.发表的第一篇基于柔性亚砜配体的系列配位聚合物研究论文被评价为“代表了一个重要的新方向”。他进一步设计双亚砜、硫醚、多齿环系等新柔性配体体系,构筑了上百种柔性骨架新结构,针对自组装过程中柔性配体的微观构型难以精确控制的问题,发展建立了以配体设计为基础的结构调控方法,实现聚合物定向构筑及分子级结构精准调控。柔性配体体系研究系列论文引用超过4000次。
他提出配体设计中的非配位基团超分子作用和空间位阻效应等指导原则,可同时进行结构和性能的调节,成功构建了系列具有独特结构和性质的化合物,由此发展了新的结构调控理念。首例双重穿插nbo拓扑结构和多壁嵌套多面体笼结构等填补了配位聚合物中的结构类型空白,被美国科学院院士Yaghi、IUPAC无机部主席Öhrström等分别在其论文和配位聚合物结构分析专著中引证为当时少见的该类结构实例;系列工作被同行在《配位化学全书》等著作及Chem Rev等权威综述、论文中评述为具有指导意义的结构调控成功范例。
以上部分成果以第一完成人获2014年国家自然科学二等奖、天津市自然科学一等奖2项(2011、2002)等。
二、发展动态结构配位聚合物特色研究方向, 发现动态行为新机制,提出功能随动态结构变化调控新思想
在柔性配体配位聚合物系统研究基础上,他针对配位聚合物功能导向构筑问题,提出利用配位键的可逆特性及普遍存在的超分子作用实现结构动态行为的新理念,为构建智能材料提供了新思想,重点发展了动态配位聚合物特色研究方向。提出利用配位键断裂/恢复改变金属中心环境实现刺激响应的新策略,发现了通过主体框架与客体超分子作用实现孔穴“开-闭”的新机制,建立了配位封闭限域空间构筑“晶态胶囊”的新方法,通过配位框架对温度和压力的动态灵敏响应调节分子发光,实现精确高效传感。代表性工作被日本配位化学协会前主席Kitagawa等在Science、Nature上引证为罕见的具有识别检测功能的温度响应智能材料;“晶态胶囊”方法被美国科学促进会会士Feng及Zhou等分别在Acc Chem Res等期刊评述为“能锁住孔道避免客体浸出”、“为客体封装材料设计构筑提出了有效方法”。
以上相关成果获2018年首次设立的天津市自然科学特等奖。
三、建立普适性配位聚合物精准功能导向构筑新方法
实现功能导向构筑是配位聚合物领域的核心科学问题。针对这一关键问题,卜显和以配体设计为基础,建立配位聚合物组成、结构、形貌等多层次普适性功能导向调控方法,实现了配位聚合物在磁性、发光、吸附分离、传感等应用方向的拓展和功能晶态材料的器件化等。他发展了叠氮-羧酸等体系的水(溶剂)热磁性配合物合成方法,解决了电荷竞争体系的协同配位问题,有效控制了金属中心间的电子自旋耦合,实现了一系列具有新的磁交换模式的分子基磁体的构筑,系列成果引用4000余次,引领了后续叠氮分子基磁体的研究;发展了引入客体作用位点实现功能导向的思想,揭示了多种类型主-客体相互作用机制,构筑了一系列传感、发光、吸附分离功能配位聚合物,为该类材料器件化及应用奠定了基础。
他的工作有力提升了我国在相关领域的国际影响力。2014年当选英国皇家化学会会士(FRSC),担任一至七届亚洲配位化学大会(ACCC)国际顾委,在国际配位化学大会(ICCC)等做特邀报告。他作为大会组委会主席承办2012年全国物理无机化学会议、2016年第十四届固体化学与无机合成会议(获中国化学会优秀学术交流组织奖)。发起并组织全国第一至七届晶态材料化学研讨会。

代表成果

1. Qiang Chen, Ze Chang, Wei‐Chao Song, Han Song, Hai‐Bin Song, Tong‐Liang Hu, Xian‐He Bu*, A Controllable Gate Effect in Cobalt(II) Organic Frameworks by Reversible Structure Transformations,Angew. Chem. Int. Ed., 52(44)(2013),DOI:10.1002/anie.201306304.
2. Mei-Hui Yu, Brian Space, Douglas Franz, Wei Zhou, Chaohui He, Libo Li, Rajamani Krishna, Ze Chang, Wei Li, Tong-Liang Hu*, and Xian-He Bu*, Enhanced Gas Uptake in a Microporous Metal−Organic Framework via a Sorbate Induced-Fit Mechanism, J. Am. Chem. Soc., 141(44) (2019), DIO: 10.1021/jacs.9b07807.
3. Lingjun Kong, Jian Zhu, Wei Shuang, Xian‐He Bu*, Nitrogen-Doped Wrinkled Carbon Foils Derived from MOF Nanosheets for Superior Sodium Storage, Advanced Energy Materials, 8(25) (2018), DOI: 10.1002/aenm.201801515.
4. Jiong‐Peng Zhao, Jian Xu, Song‐De Han, Qing‐Lun Wang, Xian‐He Bu*, A Niccolite Structural M ultiferroic Metal-Organic Framework Possessing Four Different Types of Bistability in Response to Dielectric and Magnetic Modulation, Advanced Materials, 29(23) (2017), DOI: 10.1002/adma.201606966.
5. Dan Tian, Qiang Chen, Yue Li, Ying‐Hui Zhang, Ze Chang, Xian‐He Bu*, A Mixed Molecular Building Block Strategy for the Design of Nested Polyhedron Metal–Organic Frameworks, Angew. Chem. Int. Ed., 53(3)(2014),DOI: 10.1002/anie.201307681.
6. Qiang Gao, Jian Xu, Dapeng Cao, Ze Chang, Xian‐He Bu*, A Rigid Nested Metal-Organic Framework Featuring a Thermoresponsive Gating Effect Dominated by Counterions, Angew. Chem. Int. Ed., 55(48) (2018), DOI: 10.1002/anie.201608250.
7. Hao Wang, Jian Xu, Da‐Shuai Zhang, Qiang Chen, Rong‐Mei Wen, Ze Chang, Xian‐He Bu*, Crystalline Capsules: Metal–Organic Frameworks Locked by Size-Matching Ligand Bolts, Angew. Chem. Int. Ed., 54(20) (2015), DOI: 10.1002/anie.201500468.
8. Da‐Shuai Zhang, Qiang Gao, Ze Chang*, Xiao‐Ting Liu, Bei Zhao, Zhi‐Hong Xuan, Tong‐Liang Hu, Ying‐Hui Zhang, Jian Zhu, Xian‐He Bu*, Rational Construction of Highly Tunable Donor-Acceptor Materials Based on a Crystalline Host-Guest Platform, Advanced Materials, 30(50) (2018), DOI: 10.1002/adma.201804715.
9. Xiao-Yu Li, Hai-Feng Su, Quan-Wen Li, Rui Feng, Hui-Yun Bai, Hua-Yu Chen, Jian Xu, and Xian-He Bu*, A Giant Dy76 Cluster: A Fused Bi-Nanopillar Structural Model for Lanthanide Clusters, Angew. Chem. Int. Ed., 58(30) (2019), DOI: 10.1002/anie.201903817.
10. Zhao‐Quan Yao, Jian Xu*, Bo Zou, Zhenpeng Hu, Kai Wang, Yi‐Jia Yuan, Ya‐Ping Chen, Rui Feng, Jian‐Bo Xiong, Jialei Hao, Xian‐He Bu*, A Dual-Stimuli-Responsive Coordination Network Featuring a Reversible Wide-Range Luminescence Tuning Behavior, Angew. Chem. Int. Ed., 58(17) (2019), DOI: 10.1002/anie.201900190.

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