董文锐

男， 中科院大连化学物理研究所， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

2000.09-2004.07 大连理工大学 物理系 学士
2005.09-2011.09 中科院大连化学物理研究所 博士 导师：杨学明 院士
2011.09-2014.09 美国斯坦福大学化学系 博士后 合作导师：Richard N. Zare 院士
2014.09-2015.09 中科院大连化学物理研究所 副研究员
2015.09-今 中科院大连化学物理研究所 研究员

研究领域和兴趣

物理化学，分子反应动力学，激光光谱，质谱

主要业绩

1. 搭建高重频激光诱导荧光实验装置
受克里奇中间体可以单分子解离生成OH这一现象的启发，我们搭建了一套流动管反应装置，以OH自由基作为克里奇中间体的前驱体，通过OH自由基浓度随时间的变化信息获得克里奇中间体浓度随时间变化的信息，进而探测克里奇中间体的反应动力学过程。运用准分子激光器产生的248 nm激光在流动管反应器中光解碘代烷烃，光解产物进一步与反应器内氧气反应生成克里奇中间体。在流动管内，反应物气体连续流动。克里奇中间体产生后，化学反应开始发生。同时，重复频率为10 kHz的282nm激光（高重频YAG激光器泵浦高重频染料激光器）用于将克里奇中间体单分子解离生成的OH自由基经由（1-0）振动带的P1(1)谱线的OH(A2∑+←X2∏)电子跃迁进行激发。垂直于光解光和激发光方向的荧光经过石英透镜和滤光片被光电倍增管收集；光电倍增管产生的电脉冲信号经多通道采集卡存储在电脑中。通过改变实验温度，测量反应速率随温度的变化。
高重频激光诱导荧光方法与紫外吸收谱及光电离质谱方法相比，在探测克里奇中间体反应动力学方面的优势在于以下几个方面：其一，该方法具有较高高灵敏度，在反应速率的测量中，探测灵敏度在10-18 cm3s-1量级；其二，具有高选择性，可以探测构象异构体分辨的克里奇中间体的反应速率。以克里奇中间体CH3CHOO为例，其有syn- 和anti- CH3CHOO两种结构。鉴于anti- CH3CHOO的单分子解离不生成OH自由基，我们可以在实验中测量特定构象异构体syn- CH3CHOO的反应速率信息; 其三，具有高探测效率，由于探测光为高重复频率激光，该方法可以获得每个光解光脉冲后的完整的克里奇中间体浓度随时间变化信息。
2. 克里奇中间体单分子反应及其与大气中重要污染物的反应动力学测量
克里奇中间体参与的化学反应可以分为插入反应及环加成反应。对于插入反应，我们以NH3和H2O为例；对于环加成反应，我们选取SO2和CF3CF= CF2；系统测量了上述反应物与最简单的克里奇中间体CH2OO的反应动力学过程。以上实验明确了CH2OO在大气中的主要消耗过程为与水的反应；评估了CH2OO对大气中NH3浓度的影响，以及该反应对大气中铵盐气溶胶形成过程过程的影响; 探讨了在与CH2OO反应中，烯烃的卤化对反应速率的影响。
CH3CHOO结构的克里奇中间体有两种构象异构体，syn-及anti- CH3CHOO。运用高重频激光诱导荧光方法可以实现构象异构体分辨的反应速率测量。我们测量了syn- CH3CHOO与CF3CH= CH2，HCl及丙烯醛等反应温度相关的反应速率常数。发现受电子基团CF3取代丙烯中的CH3自由基可以使反应进程加快三到四个量级
OH自由基可以氧化大气中绝大部分的污染物，是大气重要的清洁剂，烯烃的臭氧氧化被认为是夜间OH自由基的重要来源，该过程主要是通过烯烃臭氧氧化反应中间产物-克里奇中间体-的单分子反应实现的。syn- CH3CHOO的单分子解离生成OH过程较快，普遍认为单分子解离是大气中syn- CH3CHOO消耗的主要过程。因此，在理论和实验研究中，通常用syn- CH3CHOO作为模型体系来研究克里奇中间体的单分子解离过程。但理论结果之间，以及理论与实验测量（间接测量）之间，结果相差数倍。我们运用高重频OH激光诱导荧光方法，精确的测量了syn- CH3CHOO单分子解离速率。该结果可以直接应用于大气模型，进一步估计克进一步估计克里奇中间体对大气过程的影响；同时，通过理论和实验结果的比较，也为克里奇反应动力学理论计算中选择合适的计算方法提供一定的指导意义。
3. 结合极紫外自由电子激光光源测量分子/自由基红外光谱及解离动力学
利用大连相干光源波长可调谐的特点，我们可以对待测量物种进行阈值电离。运用红外-紫外双光子电离方法，我们测量了克里奇中间体syn-和anti-CH3CHOO的红外光谱。由于红外作用光谱只能探测syn-CH3CHOO,因此，anti-CH3CHOO在1500cm-1以上的红外光谱尚未有文献报道。我们的方法具有高灵敏度及普适性的特点，也将应用于C4结构克里奇中间体及其他自由基的红外光谱测量。
4. 结合极紫外自由电子激光光源测量催化等反应过程中的自由基
在实际燃烧和催化过程中，反应活性中间体对化学反应的发生起着至关重要的作用。负载型贵金属催化剂广泛应用于各种多相催化反应中。然而，由于中毒、积碳和烧结等原因，经常会导致金属纳米颗粒(NPs)失活。利用CO/CH3I热处理，可实现活性炭高负载量（5 wt.% ）的Rh，Ir，Pt，Pd，Ru和Ag等贵金属纳米颗粒的单原子级分散。我们与大连化物所丁云杰研究员团队合作，结合反射式飞行时间质谱技术和118 nm极紫外激光，通过探测催化剂作用下活性炭负载贵金属纳米颗粒单原子级分散过程中不同催化条件下碘自由基（I·），甲基自由基（CH3·）浓度的变化，深入研究了Rh纳米颗粒的分散过程和分散机理。研究发现，在合适的催化条件及CO/CH3I作用下，CH3I会在金属纳米颗粒表面均裂产生碘自由基（I·），I·和CO协同作用可促进Rh纳米颗粒表面金属原子间的Rh-Rh键断裂和Rh(CO)xIy(O–AC)的形成，从而实现Rh纳米颗粒的逐渐减小和逐步分散，载体表面的氧官能团为分散后的Rh单核络合物提供锚定位点。

代表成果

1. 论文
1). Siquan Feng+, Miao Jiang+, Xiangen Song+, Panzhe Qiao, Li Yan,* Yutong Cai, Bin Li, Cunyao Li, lili Ning, Siyue Liu, Weiqing Zhang, Guorong Wu, Jiayue Yang, Wenrui Dong,* Xueming Yang, Zheng Jiang, and Yunjie Ding*，Sulfur Poisoning and Self-Recovery of Single-Site Rh1/Porous Organic Polymer Catalysts for Olefin Hydroformylation，Angew Chem Int Ed，DOI:10.1002/anie.202304282
2). Siquan Feng,1, Jiali Mu1, Xiangsong Lin,1, Xiangen Song,*, Siyue Liu, Wen Shi, Weiqing Zhang, Guorong Wu, Yang Jiayue, Wenrui Dong,*, Xueming Yang, Jingwei Li, Zheng Jiang, Yunjie Ding,* Sulfur-poisoning on Rh NP but sulfur-promotion on single-Rh1-site for methanol carbonylation，Applied Catalysis B: Environmental, 325(2023), DOI:10.1016/j.apcatb.2022.122318
3). Yang Chen, Haotian Jiang, Siyue Liu, Jiayu Shi, Yuqi Jin, Xueming Yang, and Wenrui Dong*, Kinetics of the Simplest Criegee Intermediate CH2OO Reaction with tert-Butylamine, J. Phys. Chem. A 127(2023), DOI:10.1021/acs.jpca.2c07854
4). Xiaohu Zhou, Yang Chen, Yiqiang Liu, Xinyong Li, * Wenrui Dong * and Xueming Yang*, Kinetics of CH2OO and syn-CH3CHOO reaction with acrolein, Phys. Chem. Chem. Phys., 23 (2021), DOI:10.1039/D1CP00492A
5). Yiqiang Liu, Xiaohu Zhou, Yang Chen, Maodu Chen, * Chunlei Xiao, Wenrui Dong * and Xueming Yang *, Temperature- and pressure-dependent rate coefficient measurement for the reaction of CH2OO with CH3CH2CHO, Phys.Chem.Chem.Phys., 22, (2020), DOI: 10.1039/d0cp04316h
6). Xiaohu Zhou, Yiqiang Liu, Wenrui Dong,* and Xueming Yang*, Unimolecular Reaction Rate Measurement of syn-CH3CHOO, J. Phys. Chem. Lett. 10 (2019), DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b01740

5. 重要学术会议邀请报告
1)Dong, Wenrui ; Kinetic study of syn-CH3CHOO : unimolecular reaction and bimolecular reaction with alkene and Acrolein, 2021,中国化学会第32届学术年会, 珠海，广东
2)Dong, Wenrui ; Kinetic study of syn-CH3CHOO : unimolecular reaction and bimolecular react ion with H2O, 2019, International Conferenceon Molecular Energy Transfer in Complex Systems, Hefei, Anhui.

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