华子乐

男， 中国科学院上海硅酸盐研究所， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1992-1996，景德镇陶瓷学院材料工程系，硅酸盐工程专业，学士
1996-1999，华南理工大学材料科学与工程学院，材料学专业，硕士
1999-2002，中国科学院上海硅酸盐研究所，材料学专业，博士
2002-2005，中国科学院上海硅酸盐研究所，高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室，助理研究员
2004-2004，英国曼彻斯特大学，材料研究中心，访问学者
2005-2013，中国科学院上海硅酸盐研究所，高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室，副研究员
2013-今，中国科学院上海硅酸盐研究所，高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室，研究员

研究领域和兴趣

多孔材料；纳米材料；催化化学

主要业绩

服务于国家可持续发展战略与重大需求，本人的主要工作是与碳一分子（甲醇、CO、CO2等）高效催化转化、绿色化工、物质除杂纯化相关的无机纳米与多孔新材料制备科学与应用（基础）研究。面向甲醇制烃、CO2还原、高纯电子材料等特定应用的高活性、高选择性催化剂、纯化剂材料需求，基于材料组成、形貌、织构、表/界面性质的有效调控与构效关系研究，进而实现材料的理性设计、制备新方法的发现以及产业应用是相关工作需要解决的关键科学与技术问题。
迄今，各项研究工作获得了包括国家自然科学基金青年/面上/联合基金项目、载人航天工程应用任务、国家重点实验室重点项目/开放课题、上海市自然科学基金、企业横向课题等支持，并参与973、863、国家自然科学基金重点项目、国防科技创新重大工程、中科院知识创新方向性项目等重大科研任务；己发表SCI论文100余篇，授权发明专利10项；获上海市自然科学一等奖1项（2008，排名第四）、柳大纲优秀青年科技奖（2004）等荣誉；与华中科技大学、华东师范大学、中石化上海石化研究院、浙能集团等单位相关团队建立了长期合作关系。
以含次级结构单元的沸石胶液作为前驱体，通过软模板自组装工艺，本人于2003年在Nano Lett. (2003, 3, 609)上率先报道了一种MCM-48型高稳定性介孔中空球，水热稳定性测试表明经沸水处理120小时后材料比表面积能保留75%；2009/2010年，以含聚乙醇胺介孔模板的TUD-1型介孔材料为前驱体，采用蒸气辅助晶化法首次合成了一种孔壁具有较高晶化度的c-TUD-1多级结构沸石(Chem. Eur. J., 2009, 12949; Chem. Commun., 2010, 46, 4994; J. Mater. Chem., 2010, 20, 6764)，水热稳定性测试表明c-TUD-1材料沸水中处理200小时后，比表面积仍能保留90%，而作为对比实验的前驱体TUD-1介孔材料沸水中处理50小时后，比表面积仅余60%；随后，以蔗糖等低值原料为模板，蒸气辅助晶化工艺一步实现了蔗糖的原位碳化与骨架的晶化转化，制得高稳定性多级结构沸石(Chem. Asian J., 2012, 2772)；2011年始，开展了基于蒸气辅助晶化工艺制备的多级结构沸石的1,3,5-TIPB催化裂解实验，结果表明与同组分微孔沸石、无定形介孔材料相比，多级结构沸石具有更高的催化活性与抗失活性(ACS Catal., 2011, 1, 287)；同年，在介孔沸石的水热自组装合成方面亦取得进展，通过动力学控制预制具有不同聚合度的前驱体溶胶，并调配无机物种与表面活性剂介孔模板之间的相互作用，从而制得了高稳定性的多级结构沸石(Chem. Eur. J., 2011, 17, 14618)，合成材料在衣康酸的高选择性酯化(J. Catal., 2013, 299, 20)、油品深度脱硫(RSC Adv., 2013, 3, 4193)等反应中都有好的性能表现。进一步，通过蒸汽辅助晶化工艺的深入分析，实现了无模板剂条件下的多级结构ZSM-5沸石(Chem. Eur. J., 2016, 22, 7895; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8, 7118)和TS-1纳米晶(CrystEngComm, 2017, 19, 1337)的绿色制备；通过对合成多级结构沸石的表面官能团修饰(RSC Adv., 2014, 4, 64871)、纳米粒子复合(Energy Environ. Sci., 2015, 8, 1261; ChemSusChem, 2016, 9, 1010; ChemElectroChem, 2017, 4, 1279)，多级结构沸石基复合新材料研究亦取得进展；通过对合成后多级孔结构分子筛的表面磷改性（Micro. Meso. Mater., 2017, 247, 31）和化学液相沉积表面钝化处理（ChemCatChem, 2018, 10, 2278），进一步提高了相关材料的热及水热稳定性与产物选择性；基于B、Al杂原子竞争掺杂机制，实现了ZSM-5分子筛直孔道中骨架Al活性物种的择优分布，抑制了MTP反应中的芳烃基循环过程，进一步提高了催化剂性能（Micro. Meso. Mater., 2020, 306, 110411）；基于蒸气辅助晶化与二次碱刻蚀工艺的结合，制备了一类具有超高比表面积（大于600 m2/g）的新型多级孔结构纳米晶TS-1材料，发现并探索了碱刻蚀过程中的杂原子导向与尺寸效应新机制（RSC Adv., 2019, 9, 9694）；合成材料对燃油中的噻吩类化合物的去除率近100%，明显优于微孔结构TS-1、无定形介孔钛硅酸盐等同类催化剂（Appl. Catal. A: Gen., 2022, 630, 118466）。近期，基于金属位-酸中心分离的双功能催化剂设计，采用简单工艺制备了新型高性能的烷烃异构化催化剂，且Pt用量仅为150ppm并呈单原子分布（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2022, 14, 44377; 中国发明专利，202210081062.4），呈现出较好的应用前景。

代表成果

(1) Rui Yu, Yangchun Tan, Heliang Yao, Yanhui Xu, Jian Huang, Bin Zhao, Yanyan Du, Zile Hua, Jiusheng Li, Jianlin Shi, Toward nAlkane Hydroisomerization Reactions: High-Performance PtAl2O3\/SAPO-11 Single-Atom Catalysts with Nanoscale Separated Metal-Acid Centers and Ultralow Platinum Content, ACS Applied Materials & Interfaces, 14(39)(2022), DOI: 10.1021/acsami.2c11607
(2) Nan Cui, Hangle Guo, Jian Zhou, Linghao Li, Liming Guo, Zile Hua, Regulation of framework Al distribution of high-silica hierarchically structured ZSM-5 zeolites by boron-modification and its effect on materials catalytic performance in methanol-to-propylene reaction, Microporous and Mesoporous Materials, 306(2020), DOI: j.micromeso.2020.110411
(3) Tongguang Ge, Zile Hua, Xiaoyun He, Jian Lv, Hangrong Chen, Lingxia Zhang, Heliang Yao, Ziwei Liu, ChuCheng Lin, Jianlin Shi, On the mesoporogen-free synthesis of single-crystalline hierarchically structured ZSM-5 zeolites in a quasi-solid-state system, Chemistry – A European Journal, 22(2016)，DOI: 10.1002/chem.201504813
(4) Yan Zhu, Zile Hua, Jian Zhou, Lijun Wang, Jinjin Zhao, Yun Gong, Wei Wu, Meiling Ruan, Jianlin Shi*, “Hierarchical mesoporous zeolites: direct self-assembly synthesis in a conventional surfactant solution route by kinetic control over zeolite seed formation”, Chemistry – A European Journal, 17(2011), DOI: 10.1002/chem.201101401
(5) Jian Zhou, Zile Hua, Zhicheng Liu, Wei Wu, Yan Zhu, Jianlin Shi, Direct synthetic strategy of mesoporous ZSM-5 zeolites by using conventional block copolymer templates and the improved catalytic properties, ACS Catalysis, 1(4)(2011), DOI: 10.1021/cs1000976
(6) Zile Hua, Jian Zhou, Jianlin Shi, Recent advances in hierarchically structured zeolites: synthesis and material performances, Chemical Communications, 47(38)(2011), DOI: 10.1039/c1cc10261c
(7) Zile Hua, Wenbo Bu, Yuxiang Lian, Hangrong Chen, Lei Li, Lingxia Zhang, Can Li, Jianlin Shi, Post-grafting preparation of large-pore mesoporous materials with localized high content titanium doping, Journal of Materials Chemistry, 15(2005), DOI: 10.1039/b413478h
(8) Zile Hua, Jianlin Shi, Lingxia Zhang, Meiling Ruan, Jina Yan，Formation of nano- sized TiO2 in mesoporous silica thin films (MSTFs)，Advanced Materials，14(11)(2002), DOI: 10.1002/1521-4095(20020605)14:11<830::AID-ADMA830>3.0.CO;2-W
(9) 杜燕燕，黄健，于瑞，谭阳春，李久盛，华子乐，一种金属单原子分散的烷烃异构化催化剂及其制备方法，2022, 202210081062.4; 2023, ZL202210081062.4
(10) 葛同广，华子乐，施剑林，一种尺寸可调并具有超高产率的纳米钛硅沸石分子筛及其制备方法，2016, 201611247203.6; 2019, ZL201611247203.6

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