南京理工大學(xué)大學(xué)大學(xué)理學(xué)院導(dǎo)師：陸瑞鋒

發(fā)布時(shí)間：2021-10-21 編輯：考研派小莉 推薦訪問(wèn)：
南京理工大學(xué)大學(xué)大學(xué)理學(xué)院導(dǎo)師：陸瑞鋒

南京理工大學(xué)大學(xué)大學(xué)理學(xué)院導(dǎo)師：陸瑞鋒內(nèi)容如下，更多考研資訊請(qǐng)關(guān)注我們網(wǎng)站的更新！敬請(qǐng)收藏本站，或下載我們的考研派APP和考研派微信公眾號(hào)（里面有非常多的免費(fèi)考研資源可以領(lǐng)取，有各種考研問(wèn)題，也可直接加我們網(wǎng)站上的研究生學(xué)姐微信，全程免費(fèi)答疑，助各位考研一臂之力，爭(zhēng)取早日考上理想中的研究生院校。）

南京理工大學(xué)大學(xué)大學(xué)理學(xué)院導(dǎo)師：陸瑞鋒 正文

 


姓名： 陸瑞鋒 性 別：男 出生年月： 1982-10-27  
職稱： 副教授 辦公電話： 025-84315882 導(dǎo)師類別： 博士生導(dǎo)師  
電子郵件： rflu@njust.edu.cn  
工作單位： 理學(xué)院  
最后學(xué)歷： 研究生畢業(yè) 最后學(xué)位： 博士  
最后畢業(yè)學(xué)校： 中科院大連化學(xué)物理研究所 畢業(yè)專業(yè)： 畢業(yè)時(shí)間：
◇ 主學(xué)科研究方向：
二級(jí)學(xué)科名稱（主）： 材料物理與化學(xué) 博士學(xué)科 學(xué)科代碼： 080501

材料物理與化學(xué)：

面向國(guó)家重點(diǎn)扶持的科技前沿，應(yīng)用結(jié)合密度泛函理論、基于波函數(shù)的量子力學(xué)方法以及巨正則蒙特卡羅方法的多尺度模擬手段，研究新能源的相關(guān)課題，如各種儲(chǔ) 氫材料、光解水制氫材料和太陽(yáng)能電池等，設(shè)計(jì)各種功能分子/材料以獲得期望性能。

氫能是21世紀(jì)主要的新能源之一，它無(wú)污染，儲(chǔ)量豐富，來(lái)源廣泛，且利用途徑多，是一種清潔的可再生能源，有望替代傳統(tǒng)能源緩解日益加劇的全球能源和環(huán)境危機(jī)。實(shí)現(xiàn)氫能經(jīng)濟(jì)，尋找高效、安全的儲(chǔ)氫材料是關(guān)鍵，這也成為了近年來(lái)國(guó)際上研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。目前儲(chǔ)氫材料的研究已經(jīng)較為廣泛，包括有機(jī)化學(xué)氫化物，金屬氫化物和配位氫化物，C或BN納米材料，金屬有機(jī)骨架，沸石材料，以及共價(jià)有機(jī)骨架等等。

盡管這些材料表現(xiàn)出許多新奇有趣的特性，然而依然普遍存在一些問(wèn)題，一方面，它們?cè)诩託浜头艢溥^(guò)程中的熱動(dòng)力學(xué)性能都比較差。申請(qǐng)者首次概括了化學(xué)氫化物儲(chǔ)氫熱動(dòng)力學(xué)性能改善的標(biāo)準(zhǔn)，為相關(guān)研究提供了簡(jiǎn)明公式化的理論指導(dǎo)，此研究成果將深入推廣到更多化學(xué)氫化物及其他體系。另一方面，已知的這些材料都還沒(méi) 有達(dá)到美國(guó)能源部制定的車載系統(tǒng)工作條件下儲(chǔ)氫質(zhì)量比5．5 wt% (2015年) 的標(biāo)準(zhǔn)，在改善和提升現(xiàn)有儲(chǔ)氫技術(shù)的同時(shí)，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新型的儲(chǔ)氫體系和新型結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)氫材料迫在眉睫。我們將系統(tǒng)研究金屬有機(jī)骨架、共價(jià)有機(jī)骨架以及二維碳納米材料(如石墨烯等)與其他納米團(tuán)簇(如富勒烯等)的復(fù)合納米結(jié)構(gòu)在輕質(zhì)金屬摻雜條件下的儲(chǔ)氫性能。
光解水制氫是氫能經(jīng)濟(jì)不可缺少的環(huán)節(jié)，我們將利用第一性原理來(lái)設(shè)計(jì)有機(jī)光電催化材料，例如，利用化學(xué)官能團(tuán)修飾二維碳納米材料(如石墨烯、多孔石墨烯等)，調(diào)節(jié)電子結(jié)構(gòu)能帶間隙，獲得有效的電荷分離，力求在納米電子器件以及太陽(yáng)能光解水制氫中的應(yīng)用。將含有缺陷的石墨烯作為單層過(guò)濾膜，研究氣體分子通過(guò)不同尺寸微孔的能壘變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)氫氣與其他分子如甲烷等的高效分離，對(duì)制氫提純過(guò)程具有重要的意義。這些研究將為制氫、儲(chǔ)氫等可再生清潔能源的利用提供理論指導(dǎo)和預(yù)測(cè)，希望有助于地球低碳世界的實(shí)現(xiàn)。
◇ 輔學(xué)科研究方向：
二級(jí)學(xué)科名稱（輔）： 凝聚態(tài)物理 碩士學(xué)科 學(xué)科代碼： 070205
凝聚態(tài)物理：
計(jì)算凝聚態(tài)物理
◇ 輔學(xué)科研究方向：
二級(jí)學(xué)科名稱（輔）： 機(jī)械工程w 碩士學(xué)科 學(xué)科代碼： 0802w1

原子與分子物理：
小分子反應(yīng)碰撞體系的散射問(wèn)題是物理化學(xué)領(lǐng)域最基礎(chǔ)的研究課題之一，針對(duì)目前國(guó)際上該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)非絕熱效應(yīng)，系統(tǒng)深入的進(jìn)行精確量子態(tài)的動(dòng)力學(xué)研究，
期望為實(shí)驗(yàn)提供更細(xì)致準(zhǔn)確的理論依據(jù)，如發(fā)展經(jīng)典和量子散射方法研究氧碘激光器中氧氣分子之間的非絕熱態(tài)-態(tài)動(dòng)力學(xué)以及臭氧的同位素效應(yīng)的對(duì)稱性機(jī)理等，
在有條件的情況下，也將涉及研究體系的勢(shì)能面構(gòu)建擬合。
隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)家已經(jīng)成功地產(chǎn)生并測(cè)量到了阿秒（10-18
s）尺度的極短脈沖，使得超快電子動(dòng)力學(xué)研究達(dá)到了前所未有的時(shí)間分辨率，利用單個(gè)阿秒脈沖，原子或分子內(nèi)部的電子運(yùn)動(dòng)可以被實(shí)時(shí)觀測(cè)并操控，阿秒科學(xué)和
強(qiáng)場(chǎng)物理迅速成為國(guó)際物理研究領(lǐng)域最熱門的方向之一。以申請(qǐng)人獨(dú)立開(kāi)發(fā)的高效并行計(jì)算程序LZH-DICP為基礎(chǔ)，進(jìn)一步應(yīng)用并發(fā)展新方法、新程序，從理
論上廣泛深入研究原子以及分子在強(qiáng)激光場(chǎng)中阿秒分辨的量子動(dòng)力學(xué)行為，諸如原子在強(qiáng)激光場(chǎng)中的閾上電離、分子及分子離子體系的電離和解離行為，揭示其中的
物理學(xué)本質(zhì)。通過(guò)多種方式組合激光場(chǎng)，優(yōu)化激光參數(shù)，從原子體系推廣到分子體系，控制高次諧波產(chǎn)生，進(jìn)行位相控制和啁啾補(bǔ)償，從而控制產(chǎn)生變換極限的阿秒
脈沖。
此外，在發(fā)展量子含時(shí)波包數(shù)值方法以及首次從量子水平對(duì)單壁碳納米管電子THz響應(yīng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行機(jī)理解釋和動(dòng)力學(xué)模擬的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將其推廣到低維納米體系
(1維或2維材料)的電子輸運(yùn)研究。
◇ 學(xué)術(shù)成就：


近幾年來(lái)一直從事分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、原子/分子與激光相互作用、低維納米體系的電子輸運(yùn)以及功能納米材料和新能源材料的設(shè)計(jì)與模擬等方面的理論研究工作，取
得了一些有意義和創(chuàng)新性的研究成果，迄今已在國(guó)際著名專業(yè)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文40余篇，被 SCI 檢索引用300多次，主要學(xué)術(shù)成績(jī)有： 1、小體系多維勢(shì)能面構(gòu)造和非絕熱效應(yīng)的全量子計(jì)算研究
小分子反應(yīng)碰撞體系的散射問(wèn)題是物理化學(xué)領(lǐng)域最基礎(chǔ)的研究課題之一，目前國(guó)際上該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)是具有深勢(shì)阱的反應(yīng)、振轉(zhuǎn)態(tài)-態(tài)分辨動(dòng)力學(xué)和涉及多
個(gè)勢(shì)能面的非絕熱效應(yīng)。申請(qǐng)者關(guān)于小分子體系非絕熱效應(yīng)的一系列創(chuàng)新研究成果得到了世界同領(lǐng)域?qū)＜胰缑绹?guó)加州理工學(xué)院R． A．
Marcus教授（諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者）、美國(guó)加州理工學(xué)院化學(xué)系A(chǔ)ron
Kuppermann教授（量子散射領(lǐng)域的奠基人）、美國(guó)西北大學(xué)化學(xué)系George Schatz教授（美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士、Journal of
Physical Chemistry主編）、國(guó)際著名理論化學(xué)家英國(guó)Bristol大學(xué)Gabriel
Balanti-Kurti教授和葡萄牙科學(xué)院院士 AJC Varandas教授等的高度評(píng)價(jià)和肯定： 1）發(fā)展了擴(kuò)展分裂算符方法求解含有多個(gè)勢(shì)能面的含時(shí)薛定諤方程，對(duì)具有基態(tài)深勢(shì)阱的 H++D2 碰撞體系中相互競(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng)電荷轉(zhuǎn)移
(RCT)、非反應(yīng)電荷轉(zhuǎn)移 (NRCT)、反應(yīng)無(wú)電荷轉(zhuǎn)移 (RNCT) 三個(gè)通道，做了三維非絕熱含時(shí)量子波包計(jì)算 [Journal of
Physical Chemistry A 109, 6683
(2005)]。深勢(shì)阱導(dǎo)致計(jì)算出的反應(yīng)幾率有許多共振峰，這些共振結(jié)構(gòu)在反應(yīng)截面上也沒(méi)有完全消失。我們的結(jié)果表明在體系的反應(yīng)物 D2
位于初始振轉(zhuǎn)基態(tài)時(shí)，主要的反應(yīng)通道是 RNCT 通道。但是當(dāng)反應(yīng)物 D2
被振動(dòng)激發(fā)，尤其是激發(fā)到最接近勢(shì)能面交叉縫隙的振動(dòng)態(tài)或轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)時(shí)，非絕熱過(guò)程開(kāi)始明顯增強(qiáng)。此外，在兩個(gè)非絕熱通道中，盡管計(jì)算的反應(yīng)截面具有相同的數(shù)
量級(jí)，但是在高能處 NRCT 通道還是稍稍優(yōu)于 RCT
通道。精確的量子反應(yīng)截面與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合非常好，這說(shuō)明了我們所用的含時(shí)波包法在處理離子/原子與雙原子碰撞動(dòng)力學(xué)中非常有效。該研究成果已成為深勢(shì)阱體
系的研究典范，論文被同行專家SCI引用24次，其中他引19次，而西班牙與法國(guó)科學(xué)家在其論文中大段概述了我們的工作 [The Journal of
Chemical Physics 125, 094314 (2006)]。 2）發(fā)展了含有多個(gè)勢(shì)能面的反應(yīng)物-產(chǎn)物去耦合方法并修改完善相應(yīng)計(jì)算程序，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)外首個(gè)關(guān)于H+D2反應(yīng)的高精度非絕熱態(tài)-態(tài)含時(shí)量子波包研究
[The Journal of Chemical Physics 125, 133108 (2006)]，對(duì)于H + D2 (υ = 0, j =
0)→HD(υ’ = 3, j’)
通道的轉(zhuǎn)動(dòng)分布，基于兩個(gè)勢(shì)能面和單個(gè)勢(shì)能面的兩套計(jì)算沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的差別，從量子水平確定非絕熱效應(yīng)在這個(gè)反應(yīng)中可以忽略，并且推廣到四原子碰撞體系，
系統(tǒng)研究了OH+H2/D2體系的非絕熱效應(yīng)包括錐形交叉引起的OH轉(zhuǎn)動(dòng)激發(fā)和H2/D2振動(dòng)激發(fā)，態(tài)-態(tài)分辨的振轉(zhuǎn)分布與已有實(shí)驗(yàn)符合得很好 [The
Journal of Chemical Physics 133, 174316 (2010)；Journal of Physical
Chemistry A 114, 6565 (2010)]；此外，我們構(gòu)建了反應(yīng) O2(a 1Δ) + O2(a 1Δ) → O2(b 1Σ) +
O2(X 3Σ)
的兩個(gè)5維勢(shì)能面和六個(gè)6維解析勢(shì)能面和旋軌耦合項(xiàng)，利用5維及6維的非絕熱量子動(dòng)力學(xué)研究了化學(xué)氧碘激光中這一重要?dú)庀鄤?dòng)力學(xué)過(guò)程的旋軌效應(yīng)。據(jù)我們所
知，這是國(guó)際上第一個(gè)高于三維的5維和6維（全維）非絕熱量子動(dòng)力學(xué)計(jì)算，利用躍遷幾率得到的熱速率常數(shù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得很好 [The Journal
of Chemical Physics 126, 124304 (2007)；The Journal of Chemical Physics
(Communication) 128, 091103 (2008)]，得到了權(quán)威審稿人的高度評(píng)價(jià)，并有一篇被選為 J． Chem．
Phys．非常重要的通訊形式發(fā)表 (同行專家評(píng)價(jià)：1． This is a very impressive effort, full
six-dimensional wave packet calculations involving a number of
high-level potential energy surfaces and spin-orbit couplings… I am
unaware of such a tour-de-force…; 2． This is certainly a very impressive
quantum dynamics study for the nonadiabatic transition for O2 + O2 in
full-dimensional space … In view of such impressive quantum dynamics
study and the excellent result for a challenging nonadiabatic tetratomic
system
…)。同時(shí)該理論方法也被他人廣泛使用，例如：日本分子科學(xué)研究所的Yasuike和Nobusada把我們發(fā)展的非絕熱量子動(dòng)力學(xué)方法用于金屬表面的光
誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)[見(jiàn)Phys．Rev．B 80, 035430 (2009)]。 2、原子/分子與強(qiáng)激光相互作用
1）申請(qǐng)者在該課題方向的程序編寫(xiě)、軟件開(kāi)發(fā)和并行計(jì)算方面取得了獨(dú)創(chuàng)性成果，完全獨(dú)立地開(kāi)發(fā)了一套量子波包程序LZH-DICP(以個(gè)人和單位命
名，L：Lu Ruifeng, Z: Zhang Peiyu, H: Han Keli, DICP: Dalian Institute of
Chemical Physics)研究強(qiáng)激光與原子/分子相互作用,
發(fā)現(xiàn)較國(guó)際上普遍采用的Crank-Nicholson方法，LZH-DICP在算法和時(shí)間上具有十分顯著的優(yōu)越性，而且利用OpenMP并行工具成功實(shí)
現(xiàn)了并行化，得到了很好的并行效率，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)研究水平[Physical Review E 77, 066701
(2008)]。該程序軟件已申請(qǐng)到了國(guó)家“計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)”
(軟件名稱：阿秒分辨的量子動(dòng)力學(xué)理論計(jì)算軟件，登記號(hào)：2011SR010564)，目前已經(jīng)產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，國(guó)內(nèi)外已有多所高校和研究所的科研
人員購(gòu)買和使用該程序，并陸續(xù)有相關(guān)研究者咨詢索取程序。電子運(yùn)動(dòng)的離域化特征，使得處理電子運(yùn)動(dòng)的理論過(guò)程極為困難，該理論計(jì)算方法和軟件的發(fā)展，極大
地提高了研究強(qiáng)場(chǎng)中電子運(yùn)動(dòng)的計(jì)算效率和計(jì)算精度，且其所實(shí)現(xiàn)的阿秒分辨，為目前多數(shù)實(shí)驗(yàn)尚未達(dá)到的分辨程度，因此，對(duì)強(qiáng)場(chǎng)中電子運(yùn)動(dòng)的理論刻畫(huà)更加精細(xì)
和深入，該方法已被應(yīng)用于研究強(qiáng)場(chǎng)中的電子運(yùn)動(dòng)及由此而導(dǎo)致的諸多物理和化學(xué)現(xiàn)象。近3年來(lái)，國(guó)內(nèi)研究者直接使用該程序應(yīng)用于原子/分子體系核動(dòng)能譜、高
次諧波和阿秒脈沖產(chǎn)生的研究成果有近20篇SCI論文陸續(xù)發(fā)表在 Physical Review A 82, 063838 (2010);
Journal of Molecular Structure-Theochem 947, 119 (2010); Journal of
Theoretical & Computational Chemistry 9, 735 (2010); 10, 209 (2011);
Physical Review A 81, 063813 (2010); 82, 063838 (2010); Optics Express
18, 25958 (2010); Chemical Physics Letters 511, 166 (2011); Journal of
Modern Optics 58, 954 (2011); European Physical Journal D 64, 171
(2011); Physics Letters A 375, 3641 (2011); New Journal of Physics 13,
093035 (2011); Journal of Theoretical & Computational Chemistry 10,
209 (2011); Physical Review A 84, 053853 (2011); Journal of Electron
Spectroscopy and Related Phenomena 185, 39 (2012) 等著名學(xué)術(shù)期刊上。 2）首次提出三色場(chǎng)方案可以獲得現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)激光條件尚未實(shí)現(xiàn)的超短單個(gè)阿秒脈沖 20 as（實(shí)驗(yàn)上只有采用極短3
fs激光驅(qū)動(dòng)才能產(chǎn)生）[Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics
42, 225601 (2009)]，該方案引起了意大利科學(xué)家的極大關(guān)注、跟蹤研究及通訊聯(lián)系 [Physical Review Letters
102, 063001 (2009); Journal of Modern Optics 57, 992 (2010); Journal of
Modern Optics 57, 2069
(2010)]。此外，申請(qǐng)者關(guān)于雙色場(chǎng)方案優(yōu)化產(chǎn)生超寬高次諧波平臺(tái)和單個(gè)阿秒脈沖的研究成果發(fā)表于International Journal of
Quantum Chemistry 109, 3410 (2009)。 3）LZH-DICP程序還集合了流算符這個(gè)強(qiáng)有力的數(shù)值結(jié)果分析工具，基于此程序的正確性和高效性，使得它能夠?qū)υ雍托》肿釉趶?qiáng)激光場(chǎng)中的動(dòng)力學(xué)行為
進(jìn)行更現(xiàn)實(shí)可行的理論研究。實(shí)際上，甚至對(duì)于H2+
體系的1維模型模擬，盡管有相當(dāng)多的理論工作，然而分辨電離通道的核動(dòng)能譜仍然很具挑戰(zhàn)，尤其是長(zhǎng)脈沖激光情況，而申請(qǐng)者發(fā)展的并行程序較為容易就能得到
一維模型精確的電離通道核動(dòng)能譜，進(jìn)一步應(yīng)用于多維處理也相當(dāng)有優(yōu)勢(shì)。對(duì)H2+體系的全3維計(jì)算已經(jīng)解決實(shí)驗(yàn)和理論上潛在的不一致，譬如，在一些實(shí)驗(yàn)條件
上庫(kù)侖爆炸的幾率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于解離幾率，而1維的計(jì)算結(jié)果正好與實(shí)驗(yàn)相反，3維計(jì)算則定性、定量都與實(shí)驗(yàn)符合[The Journal of
Chemical Physics 136, 024311 (2012)；Physical Review A 84, 033418
(2011)；Chemical Physics 382, 88
(2011)]。事實(shí)上，由于計(jì)算方法和硬件條件的限制，目前國(guó)內(nèi)核動(dòng)能譜的精確量子力學(xué)計(jì)算研究相對(duì)而言還落后于國(guó)外同行，LZH-DICP程序能夠?yàn)?br /> 探討更復(fù)雜、蘊(yùn)涵更多物理圖像的分子體系動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象提供一個(gè)合適、便捷的理論手段，希望有力推動(dòng)相關(guān)研究方向的發(fā)展。 3、低維納米體系電子輸運(yùn)的量子動(dòng)力學(xué)

低維納米體系在高頻段的電子性質(zhì)研究一直是材料學(xué)、電子學(xué)和物理學(xué)中前沿的課題之一，在具有歷程碑意義的一維單壁碳納米管電子THz響應(yīng)實(shí)驗(yàn)之后，更多的
低微納米結(jié)構(gòu)成為納米電子學(xué)中活躍的研究對(duì)象。在發(fā)展量子含時(shí)波包數(shù)值方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將其推廣到低維納米體系的電子輸運(yùn)研究。不同于傳統(tǒng)的格林函數(shù)
理論，求解空間尺度為納米級(jí)、時(shí)間尺度為皮秒級(jí)的含時(shí)薛定諤方程，編寫(xiě)和優(yōu)化適合大時(shí)空尺度的量子波包程序，并處理好泊松方程獲得隨時(shí)間變化的平均勢(shì)場(chǎng)，
是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。申請(qǐng)者第一個(gè)從量子水平對(duì)單壁碳納米管的電子THz響應(yīng)實(shí)驗(yàn) (Nature Nanotechnology)
進(jìn)行了機(jī)理解釋和動(dòng)力學(xué)模擬 [Nanotechnology 20, 505401 (2009)],
并且被國(guó)外學(xué)術(shù)新聞網(wǎng)站邀請(qǐng)作封面介紹：”Congratulations on your and your coauthors'
publication ‘Terahertz response in single-walled carbon nanotube
transistor: A real-time dynamics simulation’ in a recent issue of
Nanotechnology． We at PhysOrg．com, a science and technology news
website, would like to feature a story on your work．”
此項(xiàng)研究報(bào)道還受邀國(guó)際知名出版社如InTech等撰寫(xiě)碳納米管方面的書(shū)籍著作章節(jié)，對(duì)更多低維納米體系如1維納米帶、2維石墨烯等的超快電子動(dòng)力學(xué)提供
新的研究思路和手段，為尋找和設(shè)計(jì)更好的納米電子器件提供微觀機(jī)理支持，。 4、功能納米材料和新能源材料的設(shè)計(jì)與模擬

綜合考慮美國(guó)能源部室溫可逆儲(chǔ)氫標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的具體指標(biāo)，首次提出了化學(xué)氫化物儲(chǔ)氫熱動(dòng)力學(xué)性能改善的通用標(biāo)準(zhǔn)，為尋找合適的化學(xué)儲(chǔ)氫載體提供了簡(jiǎn)明的理論指
導(dǎo)。通過(guò)高精度的量子化學(xué)計(jì)算，具體研究了萘分子體系通過(guò)不同位置和數(shù)目的氮元素取代，獲得了吸氫、脫氫的自由能變化最佳的有機(jī)衍生物
pyrimido[4,5-d]pyrimidine和pyrimido[5,4-d]pyrimidine，儲(chǔ)氫質(zhì)量均可高達(dá)7．09
wt%，大大超過(guò)了美國(guó)能源部的2015年5．5 wt%的標(biāo)準(zhǔn)，此研究成果發(fā)表于英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)雜志上 [Chemical
Communication 13, 1751 (2009)]，并且可以深入推廣到更多化學(xué)氫化物其他體系。

近期一項(xiàng)多尺度模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的研究工作使用鋰離子摻雜技術(shù)，提高微孔共軛聚合物對(duì)氫氣的吸附焓從而提高材料的儲(chǔ)氫量。理論模擬發(fā)現(xiàn)，鋰離子在共軛體系上
對(duì)氫氣有增強(qiáng)的吸附作用，可以使氫分子更牢固地吸附在微孔材料中。實(shí)驗(yàn)上，通過(guò)催化聚合1,3,5-三乙炔苯制備較大比表面積的三維微孔共軛聚合物作為吸
附載體，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的堿性活性基團(tuán)碳碳三鍵吸附鋰離子。鋰離子有效提高了材料對(duì)氫分子的吸附焓。該材料在77K和1bar條件下，儲(chǔ)氫量高達(dá)
6．1wt%，刷新了同等條件下的物理吸附儲(chǔ)氫的紀(jì)錄，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碳納米材料(3．0wt%)和金屬有機(jī)骨架材料(2．5wt%)。此項(xiàng)研究成果發(fā)表于德國(guó)
應(yīng)用化學(xué)雜志，被選為當(dāng)期熱點(diǎn)文章 [Angewandte Chemie-International Edition (Hot Paper)
49, 3330 (2010)]，受到國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。

指導(dǎo)博士生首次提出了金屬鋰修飾內(nèi)嵌富勒烯的MOF結(jié)構(gòu)可以大大提高儲(chǔ)氫材料的體積吸氫性能，強(qiáng)調(diào)可逆儲(chǔ)氫的現(xiàn)實(shí)利用中體積吸氫能力的重要性，通過(guò)巨正則
蒙特卡羅模擬，獲得了理論研究中迄今為止最高的近環(huán)境溫度儲(chǔ)氫質(zhì)量比和體積比，243 K時(shí)超過(guò)美國(guó)能源部2015年新標(biāo)準(zhǔn)，分別為6．3
wt%和42．0 g/L，而298 K時(shí)分別為5．1 wt%和33．7 g/L [Chemical Communication 47, 7698
(2011)]。此方案對(duì)尋找和設(shè)計(jì)室溫儲(chǔ)氫材料將具有十分有用的參考價(jià)值，研究結(jié)果得到了J． Am． Chem．
Soc．雜志審稿人很高的評(píng)價(jià)：” By means of multi-scale theoretical investigations the
authors explore the ability of lithium doped Metal Organic Framework
impregnated with lithium coated fullerenes to enhance gravimetric and
volumetric hydrogen uptakes near ambient temperatures． The manuscript is
well written and the conclusions are supported adequately by the data
presented in the figures． The results will certainly be of interest to
the community of MOFs and hydrogen storage researchers． I recommend it
for publication after minor revisions． Such presented theoretical
studies offer guidelines for experimental work…”
此外，對(duì)鈣鈦礦材料的電子及磁性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的理論研究，探討了LaCu3Fe4O12 不同溫度相位下幾何結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的物理來(lái)源
[Physica B 406, 4432 (2011)]，并發(fā)現(xiàn)任意化學(xué)計(jì)量比的Sr2FeCoO6−δ都保有半金屬性質(zhì)
[Applied Physics Letters 99, 123116
(2011)]，為設(shè)計(jì)功能納米材料和自旋電子學(xué)發(fā)展提供了清晰的理論指導(dǎo)和依據(jù)。 (*通訊作者, ║同等貢獻(xiàn))
1．  *Ruifeng Lu, Yunhui Wang, and Kaiming Deng, “Quantum wave-packet and
quasi-classical trajectory studies of the reaction H(2S) + CH(X2Π; v =
0, j = 1) → C(1D) + H2(X ): Coriolis coupling effects and
stereodynamics”, Journal of Computational Chemistry Accepted (2013)．
2．  *Ruifeng Lu, Zhaoshun Meng, Erjun Kan, Feng Li, Dewei Rao, Zelin Lu,
Jinchao Qian, Chuanyun Xiao, Haiping Wu, and Kaiming Deng, “Tunable band
gap and hydrogen adsorption property of two-dimensional porous polymer
by nitrogen substitution”, Phys． Chem． Chem． Phys． 15, 666 (2013)．
3．  Dewei Rao, *Ruifeng Lu, Zhaoshun Meng, Genjian Xu, Erjun Kan, Yuzhen
Liu, Chuanyun Xiao, and Kaiming Deng, “Influences of lithium doping and
fullerene impregnation on hydrogen storage in metal organic frameworks”,
Molecular Simulation DOI: 10．1080/08927022．2013．784760 (2013)．
4．  Ruifeng Lu, An Li, and Weiqiao Deng, “First-principles investigation
of Li+-doped conjugated microporous polymer as a potential hydrogen
storage medium”, Communications in Computational Chemistry 1, 27 (2013)．
Invited article．
5．  Feng Li, *Ruifeng Lu, Haiping Wu, Erjun Kan, Chuanyun Xiao, Kaiming
Deng, and Donald E． Ellis, “Strain effect on colossal oxygen ionic
conductivity in nanoscale zirconia electrolytes: A
first-principles-based study”, Phys． Chem． Chem． Phys． 15, 2692 (2013)．
6．  Yunhui Wang, Haiping Wu, Chao Yu, Qi Shi, Kaiming Deng, and *Ruifeng
Lu, “Quantum wave-packet exploration of isolated ultra-short attosecond
pulse generation by a modified three-color laser field scheme”, Journal
of Theoretical and Computational Chemistry 12, 1250098 (2013)．
7．  Zhenyu Xu, Yunhui Wang, and *Ruifeng Lu, “Quasi-classical trajectory
study of the reaction N + NH (v = 0–3, j = 0) → N2 + H”, Journal of
Theoretical and Computational Chemistry 12, 1350015 (2013)．
8．  Yan Qian, Haiping Wu, Ruifeng Lu, Weishi Tan, Chuanyun Xiao, and
Kaiming Deng, “Effect of high-pressure on the electronic and magnetic
properties in double perovskite oxide Sr2FeMoO6”, Journal of Applied
Physics 112, 103712 (2012)．
9．  *Ruifeng Lu, Dewei Rao, Zelin Lu, Jinchao Qian, Feng Li, Haiping Wu,
Yaqi Wang, Chuanyun Xiao, Kaiming Deng, Erjun Kan, and Weiqiao Deng,
“Prominently improved hydrogen purification and dispersive metal binding
for hydrogen storage by substitutional doping in porous graphene”, J．
Phys． Chem． C 116, 21291 (2012)．
10．       Yunhui Wang, Haiping Wu, Yan Qian, Qi Shi, Chao Yu, Ying Chen,
Kaiming Deng, and *Ruifeng Lu, “Laser-parameter effects on the
generation of ultrabroad harmonic and ultrashort attosecond pulse in a
long-plus-short scheme”, Journal of Modern Optics 59, 1640 (2012)．
11．       Shengwen Zhou, Yunhui Wang, and *Ruifeng Lu, “Influence of collision
energy on cross section and stereodynamical properties for the reaction
H + OCl → OH + Cl”, Chemical Physics 402, 113 (2012)．
12．       Erjun Kan, Xiaojun Wu, Changhoo Lee, Jihoon Shim, Ruifeng Lu,
Chuanyun Xiao, and Kaiming Deng, “Two-dimensional organometallic porous
sheets with possible high-temperature ferromagnetism”, Nanoscale 4, 5304
(2012)．
13．       Qing-Song Cao, Yong-Bo Yuan, Chuan-Yun Xiao, Rui-Feng Lu, Er-Jun
Kan, and Kai-Ming Deng, “Density functional study on the geometric and
electronic properties of C80H80”, Acta Phys． Sin． 61, 106101 (2012)．
14．       Xuan Chen, Yong-Bo Yuan, Kai-Ming Deng, Chuan-Yun Xiao, Rui-Feng Lu,
and Er-Jun Kan, “Density functional study on the geometric property of
MnxSny (x=2,3,4; y=18,24,30)”, Acta Phys． Sin． 61, 083601 (2012)．
15．       Hai-Xiang He, Rui-Feng Lu, Pei-Yu Zhang, Ke-Li Han, and Guo-Zhong
He, “Direct multi-photon ionizations of H2+ in intense laser fields”,
Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 45, 085103
(2012)．
16．       Yun-Hui Wang, Hai-Ping Wu, Ying Chen, Ze-Lin Lu, Chao Yu, Qi Shi,
Kai-Ming Deng, and *Rui-Feng Lu, “Isolated sub-10 attosecond pulse
generation by a 6-fs driving pulse and a 5-fs subharmonic controlling
pulse”, AIP Advances 2, 022102 (2012)． This work has been selected into
Vol． 11, Issue 5, May 2012 of Virtual Journal of Ultrafast Science．
17．       Er-Jun Kan, Wei Hu, Chuan-Yun Xiao, Rui-Feng Lu, Kai-Ming Deng,
Jin-Long Yang, and Hai-Bin Su, “Half-metallicity in organic single
porous sheets”, J． Am． Chem． Soc． 134, 5718 (2012)．
18．       Er-Jun Kan, Fang Wu, Yue-Mei Zhang, Hong-Jun Xiang, Rui-Feng Lu,
Chuan-Yun Xiao, Kai-Ming Deng, and Hai-Bin Su, “Enhancing magnetic
vacancies in semiconductors by strain”, Appl． Phys． Lett． 100, 072401
(2012)．
19．       Er-Jun Kan, Hao Ren, Fang Wu, Zhen-Yu Li, Rui-Feng Lu, Chuan-Yun
Xiao, Kai-Ming Deng, and Jin-Long Yang, “Why the band gap of graphene is
tunable on hexagonal boron nitride”, J． Phys． Chem． C 116, 3142 (2012)．
20．       Feng-Li, Er-Jun Kan, Rui-Feng Lu, Chuan-Yun Xiao, Kai-Ming Deng, and
Hai-Bin Su, “Unzipping carbon nanotubes into nanoribbons upon
oxidation: A first-principles study”, Nanoscale 4, 1254 (2012)．
21．       Hai-Xiang He, Rui-Feng Lu, Pei-Yu Zhang, Ke-Li Han, and Guo-Zhong
He, “Dissociation and ionization competing processes for H2+ in intense
laser field: Which one is larger”, The Journal of Chemical Physics 136,
024311 (2012)．
22．       Hai-Ping Wu, Rui-Feng Lu, Wei-Shi Tan, Chuan-Yun Xiao, Kai-Ming
Deng, and Yan Qian, “S doping effect on the properties of double
perovskite La2FeMoO6”, Appl． Phys． Lett． 100, 132404 (2012)．
23．       Hai-Ping Wu, Rui-Feng Lu, Wei-Shi Tan, Chuan-Yun Xiao, Kai-Ming
Deng, and Yan Qian, “Theoretical search for half-metallic material:
YMnS3”, Solid State Communications 152, 288 (2012)．
24．       Ji-Yan Fan, Hong-Xia Li, N． Zhang, Rui-Feng Lu, “Identification of
the reconstruction and bonding structure of SiC nanocrystal surface by
infrared spectroscopy”, Applied Surface Science 258, 627 (2011)．
25．       Hai-Ping Wu, Yan Qian, Wei-Shi Tan, Chuan-Yun Xiao, Kai-Ming Deng,
and *Rui-Feng Lu, “The theoretical search for half-metallic material:
the non-stoichiometric peroskite oxide Sr2FeCoO6-δ”, Applied Physics
Letters 99, 123116 (2011)．
26．       Hai-Ping Wu, Yan Qian, Wei-Shi Tan, Chuan-Yun Xiao, Kai-Ming Deng,
and *Rui-Feng Lu, “Origin of the intriguing physical properties in
A-site-ordered LaCu3Fe4O12 double perovskite”, Physica B 406, 4432
(2011)．
27．       Hai-Xiang He, Rui-Feng Lu, Pei-Yu Zhang, Ya-Hui Guo, Ke-Li Han, and
Guo-Zhong He, “Theoretical investigation of the origin of the multi-peak
structure of kinetic-energy-release spectra from
charge-resonance-enhanced ionization of H2+ in intense laser fields”,
Physical Review A 84, 033418 (2011)．
28．       De-Wei Rao, *Rui-Feng Lu, Chuan-Yun Xiao, Er-Jun Kan, and Kai-Ming
Deng, “Lithium-doped MOF impregnated with lithium-coated fullerenes: A
hydrogen storage route for high gravimetric and volumetric uptakes at
ambient temperatures”, Chemical Communications 47, 7698 (2011)．
29．       *Rui-Feng Lu, Chuan-Yun Xiao, Kai-Ming Deng, and Hai-Ping Wu,
“Coherent superposition in the Coulomb explosion spectra of H2+”,
Chemical Physics 382, 88 (2011)．
30．       An Li, † Rui-Feng Lu, Yi Wang, Xin Wang, Ke-Li Han, and
Wei-Qiao Deng, “Lithium-doped microporous conjugated polymers for
reversible hydrogen storage”, Angewandte Chemie-International Edition
(Hot Paper) 49, 3330 (2010), † First author of theoretical
part．
31．       Meng-Tao Ma, † Rui-Feng Lu, Sumod A． Pullarkat, Wei-Qiao
Deng, and Pak-Hing Leung, “Steric effects on the control of
endo/exo-selectivity in the asymmetric cycloaddition reaction of
3,4-dimethyl-1-phenylarsole”, Dalton Transactions 39, 5453 (2010),
† First author of theoretical part．
32．       Pei-Yu Zhang, Rui-Feng Lu, Tian-Shu Chu, and Ke-Li Han,
“Nonadiabatic quantum reactive scattering of the OH(A 2Σ+) + D2”, The
Journal of Chemical Physics． 133, 174316 (2010)．
33．       Pei-Yu Zhang, Rui-Feng Lu, Tian-Shu Chu, and Ke-Li Han, “Quenching
of OH(A 2Σ+) by H2 through conical intersections: Highly excited
products in nonreactive channel”, Journal of Physical Chemistry A 114,
6565 (2010)．
34．       Rui-Feng Lu, Gustav Boëthius, Shu-Hao Wen, Yan Su, and
Wei-Qiao Deng, “Improved organic hydrogen carriers with superior
thermodynamic properties”, Chemical Communications 13, 1751 (2009)．
35．       Rui-Feng Lu, Hai-Xiang He, Ya-Hui Guo, and Ke-Li Han, “Theoretical
study of single attosecond pulse generation with a three-color laser
field”, Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 42,
225601 (2009)．
36．       Rui-Feng Lu, Yun-Peng Lu, Soo-Ying Lee, Ke-Li Han, and Wei-Qiao
Deng, “Terahertz response in single-walled carbon nanotube transistor: A
real time quantum dynamics simulation”, Nanotechnology 20, 505401
(2009)．
37．       Ya-Hui Guo, Rui-Feng Lu, Ke-Li Han, and Guo-Zhong He, “Generation of
an isolated sub-100 attosecond pulse in a two-color laser field”,
International Journal of Quantum Chemistry 109, 3410 (2009)．
38．       Li-Ping Ju and *Rui-Feng Lu, “Comparative study of reaction rate
constants for the NH3 + H → NH2 + H2 reaction with global dynamics and
transition state theories”, Journal of Theoretical and Computational
Chemistry 8, 1227 (2009)．
39．       Rui-Feng Lu, Pei-Yu Zhang, and Ke-Li Han, “Attosecond resolution
quantum dynamics calculations for atoms and molecules in strong laser
fields” Physical Review E 77, 066701 (2008)．
40．       ║Pei-Yu Zhang, ║Rui-Feng Lu, Ai-Jie Zhang, Tian-Shu Chu, and Ke-Li
Han, “Full six-dimensional nonadiabatic quantum dynamic calculation for
the energy pooling reaction O2(a 1Δ) + O2(a 1Δ) → O2(b 1Σ) + O2(X 3Σ)”
The Journal of Chemical Physics (Communication) 128, 091103 (2008), ║Who
contributed equally to this work．
41．       Rui-Feng Lu, Pei-Yu Zhang, Tian-Shu Chu, Ting-Xian Xie, and Ke-Li
Han, “Spin-orbit effect in the energy pooling reaction O2(a 1Δ) + O2(a
1Δ) → O2(b 1Σ) + O2(X 3Σ)”, The Journal of Chemical Physics 126, 124304
(2007)．
42．       Rui-Feng Lu, Tian-Shu Chu, Yan Zhang, Ke-Li Han, A． J． C． Varandas,
and J． Z． H． Zhang, “Nonadiabatic effects in the H+D2 reaction”, The
Journal of Chemical Physics 125, 133108 (2006)．
43．       Rui-Feng Lu, Tian-Shu Chu, and Ke-Li Han, “Quantum wave packet study
of the H++D2 reaction on diabatic potential energy surfaces”, Journal
of Physical Chemistry A 109, 6683 (2005)．
44．       Tian-Shu Chu, Rui-Feng Lu, Ke-Li Han, X． N． Tang, H． F． Xu, and C．
Y． Ng, “A time-dependent wave-packet quantum scattering study of the
reaction H2+ + He → HeH+ + H”, The Journal of Chemical Physics 122,
244322 (2005)．
◇ 目前從事的研究?jī)?nèi)容、承擔(dān)和科研項(xiàng)目及經(jīng)費(fèi)：
2003年7
月-2008年5月碩博連讀于中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(導(dǎo)師：韓克利
研究員)，研究?jī)?nèi)容為小分子體系非絕熱效應(yīng)以及激光物質(zhì)作用的量子波包研究；2008年7月-2009年8月博士后工作于新加坡南洋理工大學(xué)，側(cè)重儲(chǔ)氫材
料的設(shè)計(jì)模擬以及低維納米體系的電子輸運(yùn)研究；2009年8月赴美國(guó)加州理工學(xué)院諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者R． A．
Marcus課題組做博士后學(xué)者，從事量子點(diǎn)發(fā)光統(tǒng)計(jì)的數(shù)學(xué)模型解析工作。2010年01月被聘為南京理工大學(xué)副教授。 1) 
“多尺度模擬研究輕質(zhì)金屬摻雜改進(jìn)共軛多微孔聚合物的儲(chǔ)氫性能”，AE88031，南京理工大學(xué)科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)，2010．01～2011．12，5萬(wàn)元，
負(fù)責(zé)人。
2) 
“強(qiáng)激光場(chǎng)高次諧波的量子波包研究”，2010ZYTS062，南京理工大學(xué)自主科研專項(xiàng)計(jì)劃，2010．01～2011．12，1．5萬(wàn)元，負(fù)責(zé)人。
3)  “發(fā)展量子和經(jīng)典方法研究臭氧的異常同位素效應(yīng)”，11004107，國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目，2011．01~
2013．12，19萬(wàn)元，負(fù)責(zé)人。
4)  “理論研究臭氧的反常同位素效應(yīng)及相關(guān)動(dòng)力學(xué)過(guò)程”，分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題，2011．03~
2012．03，5萬(wàn)元，負(fù)責(zé)人。
5)  “新型納米多孔材料儲(chǔ)氫性能改進(jìn)的多尺度模擬與設(shè)計(jì)”，南京理工大學(xué)自主科研專項(xiàng)計(jì)劃重大研究計(jì)劃，2011．01~
2012．12，30萬(wàn)元，負(fù)責(zé)人。
6)  “碳基微孔儲(chǔ)氫材料多尺度模擬與設(shè)計(jì)”，中科院大連化學(xué)物理研究所技術(shù)開(kāi)發(fā)（合作）課題，2011．09~ 2012．09，2萬(wàn)元，負(fù)責(zé)人。
7)  “理論研究石墨炔和多孔石墨烯作為潛在的新能源材料”，國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，2010．06~ 2012．06，2萬(wàn)元，指導(dǎo)教師。
8)  “新型碳納米結(jié)構(gòu)作為潛在潔凈能源材料的理論研究”，南京理工大學(xué)“卓越計(jì)劃”“紫金之星”第一類，2011．01~
2013．12，9~18萬(wàn)元，負(fù)責(zé)人。
9) 
“可再生能源應(yīng)用的材料數(shù)值方法”，11291240609，國(guó)家自然科學(xué)基金委國(guó)際(地區(qū))合作與交流項(xiàng)目，2012．11-2012．12，1．5
萬(wàn)，負(fù)責(zé)人。
◇ 其它情況：
1、Communications in Computational Chemistry雜志副主編；
2、Optics Express, Journal of Physical Chemistry, Journal of Theoretical
and Computational Chemistry, Spectroscopy Letters, Chinese Physics
Letter等雜志審稿人；
3、國(guó)家自然科學(xué)基金通訊評(píng)審人

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