朱倍恩

男， 中国科学院上海高等研究院， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

2001-2005 学位：学士， 专业：物理学，毕业院校：复旦大学
2005-2010 学位：博士， 专业：原子与分子物理，毕业院校：复旦大学，导师：潘正瑛 教授
2010-2012 职位：博士后，任职单位：比利时布鲁塞尔自由大学
2012-2014 职位：博士后，任职单位：法国巴黎第六大学
2014-2018 职位：副研究员，任职单位：中科院上海应用物理研究所
2018-2022 职位：副研究员，任职单位：中国科学院上海高等研究院
2022-至今 职位：研究员，任职单位：中国科学院上海高等研究院

研究领域和兴趣

催化与表界面化学理论研究

主要业绩

申请人具备十年以上发展环境介质下催化构效关系的理论新模型的研究经验。申请人共发表SCI论文70余篇，以（共同）第一或共同通讯作者身份在《科学》（2篇）、《自然-催化》、《自然-通讯》、《德国应用化学》、《纳米快报》、《Chem》、《ACS-催化》、《JACS-Au》等国际知名期刊上发表多篇论文，主持了中国科学院基础前沿科学研究计划从0到1原始创新项目。同时，申请人也是自主原创多尺度反应环境计算软件（MOSP）的主要开发人员与负责人之一。以下就重点介绍一下取得的研究工作成绩及其意义。
工作一：发展环境介质中表界面结构与化学反应的原位工况计算模拟方法
首创多尺度结构重构模型，实现反应气氛中纳米颗粒稳定形貌定量预测“从0到1”的突破，为同类型研究奠定了基准，并揭露了气氛影响颗粒形貌的核心因素：颗粒表面各向异性的气体吸附覆盖度。（Nano lett.2016, 16, 2628; Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6464; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 2171）。建立环境动力学蒙特卡洛模拟方法，实现环境介质中纳米材料结构非平衡演化动力学过程的长时间大尺度全原子模拟研究（Adv. Theory Simul.2019, 2,1800127; Nanoscale 2020, 12,19142; J. Phys. Chem. A 2022, 126, 6538）。发展反应动力学蒙特卡洛模拟方法结合催化表界面结构动态变化揭示新反应机理（Nanoscale 2022, 14, 17754; J. Phys.Chem.Lett.,2023, 14, 9848; JACS Au 2024, 4,1892）

工作二：环境介质中SAC动态结构及活性、稳定性研究
提出锚定能概念实现热、电CO2催化转化过程中，环境介质分子下氧化物载体上稳定金属SAC的高通量筛选。提出计算环境介质分子驱动负载金属纳米材料自分散行为的理论公式，揭示了载体-环境-SAC相互作用对SAC稳定性的影响。使用环境动力学蒙特卡洛模拟，研究了SAC表面浓度对其动态分散状态的影响。与原位实验合作，揭示了SAC在长时间CO2加氢反应过程中引起的多相催化剂表面结构动态变化及其反应机理。（ACS Catal. 2019, 9, 10020; Nat. Commun. 2021, 12, 1406; Appl. Surf. Sci. 2021, 565, 150519; Chem 2022， 8， 3252）
在最近的工作中，申请人与中国科学院大连化物所刘晓艳研究员合作完成了光热协同单原子催化促进温和条件丙烷脱氢工作的研究，相关论文已被Nature Chemistry接受。

工作三：应用原创理论模型阐明水等环境介质下催化表界面动态变化规律及反应机制
揭示CO2加氢反应过程中AuNi合金催化剂核-壳结构动态消失及复现的机制，阐明反应过程中原位生成的CO在结构调控中起到的作用，进一步确定真实分子转化机制。阐明二氧化钛表面吸附水分子结构稳定性与环境介质中水汽压强之间的关联，基于真实水分子吸附结构确认水煤气反应坐标，预测水分子结构在反应过程中的动态实验图像。（Nature Catalysis 2020, 3, 411; Science 2020, 367, 428）

工作四：利用环境介质分子调控策略实现活性界面原子级精准调控
阐明CO及O2环境介质下负载在TiO2载体上的Au纳米颗粒定轴转动的规律与催化剂-载体活性界面处吸附O2分子覆盖度有关。理论预见了不同环境条件下Au颗粒界面原子结构的差异性，与实验合作者共同设计实验，实现了利用环境分子介质原子级精准调控催化活性界面的实例。（Science 2021, 371, 571）

代表成果

代表性论文：
1. Yuan, W.#; Zhu, B.#; Fang, K. #; Li, X.-Y.; Hansen, T. W.; Ou, Y.; Yang, H.; Wagner, J. B.; Gao, Y.; Wang, Y.; Zhang, Z. In Situ Manipulation of the Active Au-TiO 2 Interface with Atomic Precision during CO Oxidation. Science 2021, 371 (6528), 517–521.
2. Yuan, W. #; Zhu, B. #; Li, X.-Y. #; Hansen, T. W.; Ou, Y.; Fang, K.; Yang, H.; Zhang, Z.; Wagner, J. B.; Gao, Y.; Wang, Y. Visualizing H 2 O Molecules Reacting at TiO 2 Active Sites with Transmission Electron Microscopy. Science 2020, 367 (6476), 428–430.
3. Zhang, X. #; Han, S. #; Zhu, B. #; Zhang, G.; Li, X.; Gao, Y.; Wu, Z.; Yang, B.; Liu, Y.; Baaziz, W.; Ersen, O.; Gu, M.; Miller, J. T.; Liu, W. Reversible Loss of Core–Shell Structure for Ni–Au Bimetallic Nanoparticles during CO2 Hydrogenation. Nature Catalysis 2020, 3 (4), 411–417.
4. Kang, L.#; Zhu, B.#; Gu, Q.; Duan, X.; Ying, L.; Qi, G.; Xu, J.; Li, L.; Su, Y.; Xing, Y.; Wang, Y.; Li, G.; Li, R.; Gao, Y.; Yang, B.; Liu, X. Y.; Wang, A.; Zhang, T. Light-Driven Propane Dehydrogenation by a Single-Atom Catalyst under near-Ambient Conditions. Nature Chemistry 2025, 10.1038/s41557-025-01766-3.
5. Zhang, S.; Han, Y.; Li, X.-Y.; Tang, Q.; Zhu, B.*; Gao, Y.* Particle Hopping and Coalescence of Supported Au Nanoparticles in Harsh Reactive Environments J. Am. Chem. Soc. 2025, 10.1021/jacs.5c03633.

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