个人简介

段乐乐，祖籍河南焦作，本科和硕士毕业于大连理工大学，2011年获瑞典皇家工学院有机化学专业博士学位。2012年至2015年期间在瑞典皇家理工学院、美国布鲁克海文国家实验室从事博士后研究。2015年获得瑞典皇家工学院助理教授职位，2017年获得南方科技大学化学系准聘副教授职位。2023年加盟西湖大学人工光合作用与太阳能燃料中心，担任特聘研究员，研究兴趣集中在表面配位化学和能源催化领域，包括（1）电催化剂的设计合成、性能优化和反应机理研究，（2）碱性膜电极电解水器件关键材料的开发，（3）石墨炔基碳载体材料的宏量制备。

学术成果

段乐乐博士以石墨炔和石墨烯等二维碳材料为载体，通过表面配位化学构筑单原子、亚纳米和纳米催化剂，并系统研究催化剂催化小分子转化制备清洁燃料的催化性能、反应机制、构效关系，取得了一系列原创性成果：

1. 发展了新策略，实现一锅制备石墨炔负载的过渡金属催化剂，包括单原子、亚纳米和纳米催化剂。通过二氧化碳、一氧化碳、氮气还原等反应，系统研究了基底材料与金属之间的作用机制，揭示了催化剂的构效关系。

2. 研究了氮掺杂碳材料负载的过渡金属单原子和纳米颗粒等非均相催化剂在水裂解和氮气还原反应的性能和机理，并发现单原子和纳米颗粒二者协同催化能够促进吸附氮气的还原加氢。

3. 发展了碳材料表面配位化学新方法，实现了对碳材料负载单原子催化剂的电子结构调控以及二级配位层精准构筑。

代表论文

1. Liu, H.; Zou, H.; Wang, D.; Wang, C.; Li, F.; Dai, H.; Song, T.; Wang, M.; Ji, Y.; Duan, L.*, Second Sphere Effects Promote Formic Acid Dehydrogenation by a Single-Atom Gold Catalyst Supported on Amino-Substituted Graphdiyne. Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202216739.

2. Zou, H.; Zhao, G.; Dai, H.; Dong, H.; Luo, W.; Wang, L.; Lu, Z.; Luo, Y.; Zhang, G.*; Duan, L.* Electronic perturbation of Cu single-atom CO₂ reduction catalysts in a molecular way. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202217220.

3. Rong, W.; Zou, H.; Tan, S.; Hu, E.; Li, F.; Tang, C.; Dai, H.; Wei, S.; Ji, Y.*; Duan, L.* Few-atom copper catalyst for the electrochemical reduction of CO to acetate: synergetic catalysis between neighboring Cu atoms. CCS Chem. 2022, doi:10.31635/ccschem.022.202201910.

4. Rong, W.; Zou, H.; Zang, W.; Xi, S.; Wei, S.; Long, B.; Hu, J.; Ji, Y.; Duan, L.* Size-dependent activity and selectivity of atomic-level copper nanoclusters during CO/CO₂ electroreduction. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 466-472.

5. Yang, J.; Wang, L.; Zhan, S.; Zou, H.; Chen, H.; Ahlquist, M. S. G.; Duan, L.*; Sun, L.* From Ru-bda to Ru-bds: a step forward to highly efficient molecular water oxidation electrocatalysts under acidic and neutral conditions. Nat. Commun. 2021, 12, 373.

6. Ma, Y.; Yang, T.; Zou, H.; Zang, W.; Kou, Z.*; Mao, L.; Feng, Y.; Shen, L.*; Pennycook, S. J.; Duan, L.*; Li, X.*; Wang, J.* Synergizing Mo single atoms and Mo₂C nanoparticles on CNTs synchronizes selectivity and activity of electrocatalytic N₂ reduction to ammonia. Adv. Mater. 2020, 32, 2002177.

7. Zou, H.; Rong, W.; Wei, S.; Ji, Y.*; Duan, L.* Regulating kinetics and thermodynamics of electrochemical nitrogen reduction with metal single-atom catalysts in a pressurized electrolyser. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2020, 117, 29462-29468.

8. Duan, L.; Bozoglian, F.; Mandal, S.; Stewart, B.; Privalov, T.*; Llobet, A.*; Sun, L. A* Molecular ruthenium catalyst with water-oxidation activity comparable to that of photosystem II. Nat. Chem. 2012, 4, 418-423.

9. Duan, L.; Araujo, C. M.; Ahlquist, M. S. G.*; Sun, L.* Highly efficient and robust molecular ruthenium catalysts for water oxidation. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 15584-15588.

10. Duan, L.; Fischer, A.; Xu, Y.; Sun, L.* Isolated seven-coordinate Ru(IV) dimer complex with HOHOH- bridging ligand as an intermediate for catalytic water oxidation. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10397-10399.

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