|北京大学侯仰龙教授近年来在磁性纳米材料领域重要工作概览

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侯仰龙教授简介
侯仰龙，北京大学博雅特聘教授，皇家化学会会士（FRSC），国家重点研发计划纳米科技专项首席科学家，磁电功能材料与器件北京市重点实验室主任。主要从事多功能磁性材料、新能源材料的控制合成及其在纳米生物医学与能源领域的应用探索研究。发展了单分散磁性纳米材料的通用制备方法，探索了磁性纳米颗粒在肿瘤等重大疾病的诊断与治疗的应用；设计制备了若干纳米结构杂化材料用于高性能的锂电池电极等。迄今发表学术论文180余篇，引用16600余次，谷歌H因子68 。申请专利14项，已授权12项。 2019年获国家自然科学二等奖1项。荣获全国创新争先奖状、北京茅以升青年科技奖、中国化学会-英国皇家化学会青年化学奖。曾获国家杰出青年科学基金资助，先后入选教育部长江学者特聘教授、万人计划科技创新领军人才、教育部新世纪优秀人才、全国优秀科技工作者和科睿唯安高被引科学家（2018, 2019）。正主持国家重点研发计划，国家自然科学基金委重点项目、重大项目课题等。现任Rare Metals副主编， Advanced Science、Science China Materials等期刊编委，中国材料研究会常务理事、青年委员会主任委员，中国化学会理事、青年委员会主任委员等。

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侯仰龙教授
侯仰龙教授课题组长期致力于低维磁性纳米材料的设计合成，研究反应条件、表面结构、界面能等因素对材料成核与生长的影响规律，探索其界面结构、电子结构及微磁学结构与材料表观性能之间的构效关系，进而在维度、尺寸、形貌、结晶性和异质界面等多个方面实现协同调控。该研究组采用自下而上的制备策略，利用化学法在溶液中获得了一系列物相和尺寸结构可控的磁性纳米材料。其中，以磁性纳米颗粒为基本组元，发展了可控的化学合成法制备磁性异质纳米材料，包括核壳结构、哑铃状结构等。这些磁性纳米材料展现出丰富的物理化学性质，如尺寸依赖的饱和磁化强度及矫顽力、超顺磁性、界面处的交换耦合效应、近红外区吸收等，使其在磁能存储和生物医药等领域都有重要的应用。
近年来，过渡金属碳化物纳米结构引起了研究人员的广泛关注，特别是碳化铁纳米材料，因其较高的饱和磁化强度、优异的稳定性、高效的催化活性以及良好的生物相容性等特点，在纳米磁学、费托合成催化、电化学能源存储与转换以及生物医学领域具有重要的应用潜力。目前的碳化铁制备方法繁琐，常常采用成本高、形貌难以控制、操作也较繁复的高温固相反应或者激光热分解等技术。侯仰龙教授课题组在碳化铁 (Fe5C2) 的可控制备及其费托合成催化性能研究方面取得了重要突破，其首次在相对温和的条件下 (623 K, 0.1 MPa) ，液相制备出了形貌可控的Fe5C2纳米颗粒。该方法主要利用了溴离子对于铁纳米颗粒稳定性的增强作用，使其一方面能够作为Fe5C2纳米颗粒的铁源，另一方面保证其能够催化长链烷胺断链得到不饱和烃 (作为碳源) 而不被氧化。将此类Fe5C2纳米颗粒催化剂应用于费托合成，在较低温度表现出对于CO活化的本征催化活性，其活性的出现远早于对照组的传统Fe基催化剂。同时，初始费托反应活性也两倍于传统Fe基催化剂，而产物选择性、链增长因子也异于传统还原氧化铁催化剂。表明了此类碳化铁材料在此重要能源催化反应中的潜力。此外该Fe5C2纳米颗粒除了可用于费托合成催化外，在催化加氢、高性能磁体和生物医学等方面都具有重要的潜在应用价值。相关工作发表在Journal of the American Chemical Society杂志（J. Am. Chem. Soc.,2012,134, 15814-15821）。