马贵军

男， 上海科技大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1998年9月2002年7月，兰州大学化学化工学院，应用化学专业，学士
2002年9月2009年2月 ，中国科学院大连化学物理研究所，物理化学专业，博士
2009年4月2010年12月，日本东京大学工学系，化学系统工程，博士后
2010年12月-2012年4月，沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)，博士后
2012年6月2017年4月 ，日本东京大学工学系，化学系统工程 / 人工光合成化学过程技术研究组合 (ARPChem)，主任研究员
2017年4月现在，上海科技大学物质科学与技术学院，研究员/博导，独立课题组负责人

研究领域和兴趣

太阳能光催化及光电化学分解水制氢

主要业绩

我的研究方向聚焦于太阳能光催化、光电化学分解水制氢，这被认为是化学领域的“圣杯”反应之一。过去五十年间，研究人员几乎探索了整个周期表元素以开发高效光催化剂材料，近十年间这一领域已转向对重点催化剂的深度优化和反应机理解析。我的研究主要包括：开发新的合成策略，制备高质量的氧硫、氧氮化物材料；实现钛氧化物半导体由光阳极到光阴极的调变，从而成功构建了高稳定性的太阳能光电化学分解水制氢体系；开发出普适性的晶面后组装工艺，高效提升光电极电荷分离效率；提出"电极粒子"设计理念，指导光催化全解水反应催化剂的制备；自主搭建了动态光电化学与原位光谱电化学联用技术，致力于在反应工况下追踪电荷动力学与中间体信息，表征平台和成果已处于国内第一梯队。
自独立组建课题组以来，我作为通讯作者在JACS、Nature Communication、Science Advances、ACS Catal等领域内权威期刊发表论文三十余篇。已获批国家自然科学基金委面上项目（两项）、上海市科委面上项目、上海启明星计划等竞争性科研经费260万元。课题组与大连化学物理研究所、东京大学等国内外机构保持密切合作。我个人入选上海市东方英才计划拔尖项目，中国可再生能源学会光化学专业委员会青年委员。
我的研究进展主要包括六个方面，总结如下：
1）合成了具有高比表面积、高结晶度的Y2Ti2S2O5硫氧化物纳米颗粒，并首次发现这一半导体光催化剂的晶面各向异性电荷传输特性，在此基础上获得了这一材料的最高催化反应活性；
2）首次开发出卤化铵氮化工艺合成窄带隙的GaN-ZnO光催化剂，获得文献最高的半反应产氢和产氧量子效率。受此工作启发，日本东京大学Kazunari Domen教授首次选用Zn3N2作为氮源成功合成窄带隙GaN-ZnO催化剂。进一步结果表明，该制备工艺还可有效用于合成Ta3N5/Ta、Ta3N5/BN、TaON、TaON@ZrO2等氮化物纳米结构光催化剂，研究极具创新性和引领性；
3）首次提出电极粒子概念用于光催化分解水反应，可兼具光电化学工艺高活性和光催化工艺低成本的技术优势，为高效催化剂的顶层设计提供思路。在此基础上，进一步与中科院深圳先进技术研究院钟超研究员合作，开发出生物被膜催化剂粘连工艺，获得稳定且可大面积制备的复合结构催化剂；
4）针对具有规则形貌的半导体光催化剂颗粒，系统开发出物理工艺进行单颗粒层晶面组装，突破了传统化学工艺对催化剂材料的限制，有效提升光电化学反应过程中的电荷分离效率，并为后续的不同颗粒、多层晶面组装铺平道路，该方法极大拓宽了光催化剂材料晶面调控的适用范围；
5）通过过渡金属掺杂，成功实现对钛氧化物半导体光催化剂由n型到p型的调控，在光电催化反应中作为光阴极表现出高的起始电位与光稳定性，该类电极材料可与几乎所有半导体光阳极进行串联对接，实现零偏压下的光电化学全解水反应；
6）自主搭建一整套完善的动态光谱电化学与光电材料表征平台，能够在稳态、时域和频域三种模式下实现光信号与电信号的扰动与探测，可完成十余项核心原位表征，其中包括国内首套激励调制吸收光谱技术，平台综合性能已达国际前列。发表多篇论文并申请国家发明专利两项。

代表成果

代表性论文：
1. Zhang, J.; Liu, K.; Zhang, B.; Zhang, J.; Liu, M.; Xu, Y.; Shi, K.; Wang, H.; Zhang, Z.; Zhou, P.*; Ma, G.*, Anisotropic Charge Migration on Perovskite Oxysulfide for Boosting Photocatalytic Overall Water Splitting, Journal of the American Chemical Society 2024, 146, 4068. (doi.org/10.1021/jacs.3c12417)
2. Zhang, J.; Xu, Y.; Wang, H.; Liu, M.; Shi, K.; Zhang, Z.; Zhang, B.; Liu, K.; Zhang, J.* ; Ma, G.*, Oxysulfide Photocatalyst Breaking the 60% Quantum Efficiency Barrier for Visible Light-Driven Hydrogen Production from Water, Applied Catalysis B: Environment and Energy 2026, 381, 125861. ( doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125861)
3. Liu, K.; Zhang, B.; Zhang, J.; Lin, W.; Wang, J.; Xu, Y.; Xiang, Y.; Hisatomi, T.; Domen, K.; Ma, G.*, Synthesis of Narrow-bandgap GaN:ZnO Solid Solution for Photocatalytic Overall Water Splitting, ACS Catalysis 2022, 12, 14637. (doi.org/10.1021/acscatal.2c04361)
4. Liu, K.; Zhang, B.; Zhang, J.; Xu, Y.; Zhang, J.; Zhang, Z.; Shi, K.; Wang, N.; Chen, S.; Ma, G.*，Synthesis of Highly Active GaN:ZnO Photocatalysts Applicable to Z-Scheme Overall Water Splitting Systems, ACS Catalysis 2024, 14, 10138. ( doi.org/10.1021/acscatal.4c02172)
5. Xu, Y.; Wang, H.; Qiu, Y.; Zhang, J.; Zhang, J.; Shi, K.; Zhang, Z.; Liu, M.; Xu, Ch.* ; Ma, G.*, Growth of TaON Nanoshell on Particulate ZrO2 for Photocatalytic Hydrogen Production from Water, ACS Applied Materials & Interfaces 2025, 17, 48407. ( pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.5c12427)
6. Zhang, B.; Liu, K.; Xiang, Y.; Wang, J.; Lin, W.; Guo, M.; Ma, G.*, Facet-Oriented Assembly of Mo:BiVO4 and Rh:SrTiO3 Particles: Integration of p–n Conjugated Photo-electrochemical System in a Particle Applied to Photocatalytic Overall Water Splitting. ACS Catalysis 2022, 12, 2415. ( doi.org/10.1021/acscatal.2c00306)
7. Shi, K.; Zhang, B.; Liu, K.; Zhang, J.*; Ma, G.*, Rhodium-Doped Barium Titanate Perovskite as a Stable p-Type Photocathode in Solar Water Splitting, ACS Applied Materials & Interfaces 2023, 15, 47754. (doi.org/10.1021/acsami.3c09635)
8. Zhang, B.; Zhang, J.; Liu K.; Wang, H.; Xu, Y.; Shi, K.; Zhang, Z.; Zhang, J.*, Ma, G.*, A Rhodium-doped PbTiO3 Photocathode Applicable to Photoelectrochemical Water Splitting, ACS Catalysis 2026, xx, xxxx. ( doi/10.1021/acscatal.5c07730)
9. Zhang, J.; Liu, M.; Tang, Y.; Qian, G.; Ma, G.*, Probing Intra-Gap States Mediated Charge Dynamics of Rh-Doped Rutile TiO2 Photocatalyst by Light-Modulated Photocurrent Spectroscopies, Small Methods 2024, 2301431. (doi.org/10.1002/smtd.202301431)
10. Zhang, J.; Liu, M.; Wang, H.; Guan, Sh.; Ma, G.*, Dynamic Probing of Intermediates in (Photo)electrocatalytic Reactions Using Frequency-Resolved Excitation Modulated Absorption Spectroscopy, JACS Au 2025, 5, 2513. (pubs.acs.org/doi/10.1021/jacsau.5c00131)
发明专利：
1. 马贵军; 向遥，一种含氮化合物的制备方法，ZL 201910687950.9
2. 马贵军; 王佳明，一种单原子铑催化剂及其制备方法和应用，ZL 202111231496.X
3. 马贵军; 张博杨，一种具有统一晶面取向特性晶体粒子电极的制备方法，ZL 202110285246.8
4. 马贵军; 刘铠玮，一种基于GaN:ZnO固溶体的Z型光催化分解水反应体系的构建方法及其应用，ZL 202210845682.0
著作：
G. Ma, T. Hisatomi, K. Domen, “Semiconductors for Photocatalytic and Photoelectrochemical Solar Water Splitting”, in “From Molecules to Materials-Pathway to Artificial Photosynthesis”, Springer Publisher, 2015, pp 1-56, ISBN 978-3-319-13800-8.

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