曹睿

男， 陕西师范大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1999.09-2003.07，北京大学，化学与分子工程学院，学士
2003.08-2008.05，美国埃默里大学，化学系，博士
2008.06-2009.06，美国埃默里大学，化学系，博士后
2009.06-2011.06，美国麻省理工学院，化学系，博士后
2011.07-2013.12，中国人民大学，化学系，研究员
2014.01-至今，陕西师范大学，化学化工学院，教授

研究领域和兴趣

物理化学，分子电催化水分解机理研究

主要业绩

水分解析氢析氧是催化领域的前沿研究方向，发展性能优异的水分解催化剂是其中的热点和难点。国内外科学家已发展了多种高效水分解催化剂，但进一步提升催化效率的研究进入了一个瓶颈期。因此，理性设计水分解催化剂显得尤为重要，但也极具挑战性。

机理研究是催化剂理性设计的基础。水分解反应涉及多个电子和质子转移，特别是在关键的 H-H 和 O-O 成键过程中，需要同时转移电子和质子。因此，阐明反应中心的电子结构变化和质子转移位置，以及对 H-H 和 O-O 成键过程的影响机制，是水分解反应机理研究的关键科学问题。

曹睿博士围绕水分解反应机理研究和催化剂设计，阐明了反应中心电子结构和质子转移对 H-H 和 O-O 成键过程的影响机制，发展了新型金属卟啉类分子催化体系，建立了分子层面催化剂构效关系，在水分解催化领域取得了系统性和原创性的研究成果。成果一：阐明并调控了析氢反应的三种 H-H 成键过程；指导设计了性能优异的金属卟啉析氢分子催化剂，其 TOF 值比氢化酶高出一个数量级。成果二：阐明并调控了析氧反应的两种 O-O 成键过程；发展了金属卟啉析氧分子催化体系，组装了具有应用前景的分子基能源转换器件。近五年，曹睿博士以通讯作者（第一通讯单位）在 Angew. Chem.（10 篇）、J. Am. Chem. Soc.（2 篇）、Chem. Sci.（5 篇）等期刊发表论文 90 余篇，其中 1 篇论文入选 2017 年“中国百篇最具影响国际学术论文”。这些研究成果得到国内外学者的关注和充分肯定，多个研究成果被 ACS、RSC 和 Wiley 新闻报道。

近五年，曹睿博士受邀在 Chem. Rev.（1 篇）和 Chem. Soc. Rev.（2 篇）撰写水分解综述文章，特别是在 Chem. Soc. Rev. 撰写 O-O 成键断键 Viewpoint 文章，多次受邀在国际卟啉与酞菁学术会议（美国水牛城 2020、德国慕尼黑 2018、中国南京 2016），国际配位化学会议（日本仙台 2018），和国际电化学会议（美国达拉斯 2019、美国西雅图 2018）等国际重要会议做大会报告、主题报告、和邀请报告，获得 2020 年度国际卟啉与酞菁协会“青年科学家奖”（全球范围内每两年授予三名），教育部霍英东青年教师基金等奖励，应邀担任 Chemical Society Reviews 编委和客座编辑，Chinese Journal of Catalysis 青年编委和客座编辑，以及 Chinese Chemical Letters 青年编委。

代表成果

1. Zhang Wei, Lai Wenzhen, Cao Rui*, Energy-Related Small Molecule Activation Reactions: Oxygen Reduction and Hydrogen and Oxygen Evolution Reactions Catalyzed by Porphyrin- and Corrole-Based Systems. Chem. Rev., 2017, 117, 3717-3797.

2. Zhang Xue-Peng, Chandra Anirban, Lee Yong-Min, Cao Rui*, Ray Kallol*, Nam Wonwoo*, Transition Metal-Mediated O-O Bond Formation and Activation in Chemistry and Biology. Chem. Soc. Rev., 2021, 50, 4804-4811.

3. Liang Zuozhong+, Wang Hong-Yan+, Zheng Haoquan, Zhang Wei, Cao Rui*, Porphyrin-Based Frameworks for Oxygen Electrocatalysis and Catalytic Reduction of Carbon Dioxide. Chem. Soc. Rev., 2021, 50, 2540-2581.

4. Lv Bin+, Li Xialiang+, Guo Kai, Ma Jun, Wang Yanzhi, Lei Haitao, Wang Fang, Jin Xiaotong, Zhang Qingxin, Zhang Wei, Long Ran*, Xiong Yujie, Apfel Ulf-Peter, Cao Rui*, Controlling Oxygen Reduction Selectivity through Steric Effects: Electrocatalytic Two-Electron and Four-Electron Oxygen Reduction with Cobalt Porphyrin Atropisomers. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 12742-12746.

5. Liang Zuozhong, Guo Hongbo, Zhou Guojun, Guo Kai, Wang Bin, Lei Haitao, Zhang Wei, Zheng Haoquan, Apfel Ulf-Peter, Cao Rui*, Metal–Organic-Framework-Supported Molecular Electrocatalysis for the Oxygen Reduction Reaction. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 8472-8476.

6. Xie Lisi+, Zhang Xue-Peng+, Zhao Bin, Li Ping, Qi Jing, Guo Xinai, Wang Bin, Lei Haitao, Zhang Wei, Apfel Ulf-Peter, Cao Rui*, Enzyme-Inspired Iron Porphyrins for Improved Electrocatalytic Oxygen Reduction and Evolution Reactions. Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 7576-7581.

7. Xie Lisi+, Tian Jia+, Ouyang Yingjie, Guo Xinai, Zhang Weian, Apfel Ulf‐Peter, Zhang Wei, Cao Rui*, Water-Soluble Polymers with Appending Porphyrins as Bioinspired Catalysts for the Hydrogen Evolution Reaction. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 15844-15848.

8. Guo Xiaojun+, Wang Ni+, Li Xialiang, Zhang Zongyao, Zhao Jianping, Ren Wanjie, Ding Shuping, Xu Gelun, Li Jianfeng, Apfel Ulf-Peter, Zhang Wei, Cao Rui*, Homolytic versus Heterolytic Hydrogen Evolution Reaction Steered by a Steric Effect. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 8941-8946.

9. Xie Lisi, Li Xialiang, Wang Bin, Meng Jia, Lei Haitao, Zhang Wei, Cao Rui*, Molecular Engineering of a 3D Self-Supported Electrode for Oxygen Electrocatalysis in Neutral Media. Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 18883-18887.

10. Li Xialiang, Lei Haitao, Liu Jieyu, Zhao Xueli, Ding Shuping, Zhang Zongyao, Tao Xixi, Zhang Wei, Wang Weichao, Zheng Xiaohong*, Cao Rui*, Carbon Nanotubes with Cobalt Corroles for Hydrogen and Oxygen Evolution in pH 0–14 Solutions. Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 15070-15075.

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