Mason学长聊科研，旨在为大家提供更加全面、深入的导师解析和科研辅导！每期我们会邀请团队的博士对各个领域的教授导师进行详细解析，从教授简介与研究背景 / 主要研究方向与成果分析 / 研究方法与特色 / 研究前沿与发展趋势 / 对有意申请教授课题组的建议 这五个方面，帮助大家更好地了解导师，学会科研！
教授简介与研究背景
定教授是武汉大学动力与机械学院的资深教授和博士生导师，具有丰富的科研经历和多领域的研究成果。定教授在1999年于武汉大学化学与分子科学学院取得应用化学学士学位，之后在中国科学院山西煤炭化学研究所获得工业催化专业的博士学位。其后，定教授在中国科学院广州能源研究所工作，并先后在瑞典中部大学、瑞典皇家理工学院和日本国立富山大学进行多次访问研究。这些丰富的科研经历为定教授在催化领域的研究提供了坚实的国际化视野和学术基础。
定教授近年来专注于废弃生物质资源的高值化利用、煤/生物质基合成气催化转化以及二氧化碳热化学转化等领域的研究，致力于通过催化技术实现可再生能源的高效转化，推动能源领域的可持续发展。这些研究方向与当前全球能源转型的大趋势高度契合，尤其是在减少碳排放和提高资源利用效率方面具有重要的应用前景。
主要研究方向与成果分析
2.1 废弃生物质资源高值化利用
废弃生物质资源的高值化利用是定教授的核心研究领域之一。随着全球对可再生能源需求的增加，如何高效利用废弃生物质（如秸秆和污泥）成为了各国科研的重点。定教授在这一领域的研究主要集中在生物质热解和催化提质方面，通过优化催化剂和反应条件，提高生物质资源的转化效率，从而生产出高附加值的化学品和燃料。
代表性研究成果：
秸秆/污泥热解与催化提质：定教授的研究团队通过开发新型催化剂，显著提升了秸秆和污泥等废物的热解效率。其研究表明，通过合理设计催化剂的孔结构和表面活性位点，能够有效提高目标产物的选择性，降低副产物的生成。这项研究不仅为生物质资源的高效利用提供了新思路，也为未来的工业应用奠定了基础。
2.2 煤/生物质基合成气催化转化
合成气（syngas）是煤和生物质气化产生的混合气体，主要由一氧化碳（CO）和氢气（H₂）组成。定教授在合成气催化转化方面的研究，主要集中在如何通过催化剂的设计，实现合成气向高附加值燃料和化学品的定向转化，如二甲醚、低碳混合醇、汽柴油、航空燃油等。
代表性研究成果：
Cu-Fe双孔催化剂的研发：在一项重要研究中，定教授团队开发了K-助催化的Cu-Fe双孔催化剂，该催化剂在合成气向高碳醇类燃料转化中的表现大幅提升。这项研究不仅展示了催化剂孔结构对于反应选择性的影响，还阐明了钾助催化剂在促进C-C键形成中的关键作用。
Fischer-Tropsch合成中的铁基催化剂改进：定教授还深入研究了铁基催化剂在Fischer-Tropsch合成中的还原和渗碳行为，提出了通过促进铁相的还原和控制碳沉积来提高催化剂活性和选择性的方法。相关研究结果发表在Applied Energy等高影响力期刊上。
2.3 二氧化碳热化学转化
在应对全球气候变化的背景下，二氧化碳热化学转化逐渐成为一个热门研究领域。定教授的研究重点是如何通过催化反应将二氧化碳与其他原料（如天然气、甲醇）进行转化，生成高附加值的燃料和化学品。该领域的研究不仅有助于减少温室气体排放，还为实现二氧化碳资源化利用提供了技术支持。
代表性研究成果：
生物质合成气甲烷化：定教授在一项研究中开发了CeO₂修饰的Ni/Al₂O₃催化剂，在合成气甲烷化反应中表现出极高的活性。这种催化剂通过优化金属-载体相互作用，提高了甲烷的生成效率，并减少了副产物的生成，为合成天然气的工业应用提供了新方案。
研究方法与特色
定教授的研究方法具有鲜明的跨学科特色，其研究不仅涉及化学催化的基础理论，还广泛应用了材料科学和工程技术中的先进手段。以下是定教授在科研中采用的主要方法和特色：
3.1 催化剂设计与优化
催化剂的设计和改进是定教授研究的核心。通过对催化剂的纳米结构调控和助催化剂的引入，其团队能够显著提升催化剂的性能。例如，在Cu-Fe催化剂的研究中，定教授通过引入钾助催化剂，成功提高了合成气向高碳醇类燃料的转化效率。这种研究方法的创新之处在于，通过调控催化剂的孔结构和表面活性位点，能够实现对反应路径和选择性的精确控制。
3.2 多尺度反应机理研究
定教授在催化反应的研究中，非常重视从微观到宏观的多尺度分析。通过结合实验数据和理论模拟，其团队能够深入研究催化剂表面反应机理，并揭示反应过程中关键中间体的生成和转化路径。这种方法不仅能够帮助研究人员优化催化剂结构，还为新型催化材料的设计提供了理论依据。
3.3 绿色化学与可持续发展
定教授的研究始终围绕绿色化学和可持续发展的理念展开。通过开发高效、低能耗的催化剂和反应体系，其研究团队致力于减少化石资源的消耗和碳排放。例如，废弃生物质资源的高值化利用研究，不仅为生物质废弃物提供了新的处理途径，还通过催化转化生成了高附加值的燃料和化学品，极大地提高了资源的利用率。
研究前沿与发展趋势
定教授的研究领域处于能源化工和催化材料的前沿，尤其是在生物质资源催化转化和二氧化碳资源化利用方面，其研究对于全球能源转型和气候变化应对具有重要的现实意义。以下是该领域的几大前沿问题和未来的发展趋势：
4.1 生物质资源的高效催化转化
随着全球对可再生能源需求的增加，如何高效地将生物质资源转化为高附加值化学品和燃料成为了该领域的一个重要挑战。未来的研究将更加关注催化剂的合成与设计，尤其是通过纳米技术和新材料的引入，来提升催化转化的效率和选择性。
此外，反应过程的耦合与集成也是未来的发展趋势之一。例如，如何在一个反应体系中同时实现生物质的热解、气化和催化转化，将是未来研究的一个重要方向。这类研究不仅能够减少能量消耗，还将大幅提高资源的利用效率。
4.2 二氧化碳资源化利用技术
在全球气候变化的背景下，二氧化碳的捕集与利用（CCU）技术备受关注。未来的研究将更加侧重于开发高效的二氧化碳催化转化技术，尤其是将二氧化碳与其他原料（如氢气、甲烷）反应，生成高附加值的燃料和化学品，例如甲醇、烯烃和合成天然气。
与此同时，如何通过可再生能源（尤其是太阳能和风能）提供反应所需的能量，也是未来研究的一个重要方向。通过将二氧化碳转化过程与可再生能源相结合，不仅能够实现碳资源的循环利用，还能为减缓全球变暖提供新的技术路径。
4.3 合成气催化转化的新型催化剂开发
合成气催化转化是一个具有广泛应用前景的研究领域，尤其是在Fischer-Tropsch合成和混合醇合成方面。未来的研究将更加关注双功能催化剂的开发，通过将多种催化功能集成到一个催化剂中，实现对反应路径的精确控制。例如，如何在一个催化体系中同时实现C-C键的形成和C-H键的断裂，将是未来催化剂设计的一个重要方向。
此外，非贵金属催化剂的开发也是未来的一个重点研究方向。通过设计高效的非贵金属催化剂，不仅能够降低催化剂的成本，还能减少对稀缺资源的依赖。
对有意申请教授课题组的建议
对于有意申请定教授课题组的学生，以下几点建议将有助于你在申请过程中脱颖而出：
5.1 提前了解研究方向与成果
在申请之前，建议学生深入了解定教授的研究方向和已发表的研究成果。通过阅读相关文献，尤其是定教授近年来发表的论文，可以帮助你更好地理解其研究的核心问题和技术路线。在申请材料中，展示你对定教授研究领域的深入理解和研究兴趣，将极大提升你的竞争力。
5.2 强化基础理论与实验技能
定教授的研究涉及催化化学、材料科学和能源化工等多个领域，因此，申请者应具备扎实的化学与材料科学基础，尤其是在催化剂合成与表征、气体转化反应等方面的实验技能。如果你能够展示自己在这些领域的研究经验或实习经历，将是一个非常加分的项。
5.3 具备跨学科思维与创新能力
定教授的研究具有明显的跨学科特色，因此，申请者应具备跨学科的思维能力，能够将化学、材料科学、工程技术等知识灵活应用到科研中。此外，创新能力也是定教授课题组非常看重的素质之一。你可以通过展示自己在科研项目中提出的新思路或尝试过的新方法，来突出自己的创新能力。
5.4 展示团队合作与沟通能力
定教授的研究团队常常需要进行团队协作，因此，良好的团队合作能力和沟通能力是申请者必须具备的素质之一。你可以通过在申请材料中展示自己曾参与过的团队项目或合作研究经历，来证明自己具备这些能力。
5.5 提前联系并准备申请材料
如果你有意申请定教授的暑期科研或硕博项目，建议提前通过邮件与定教授联系，表达你的研究兴趣和申请意向。在邮件中，简明扼要地介绍你的学术背景、科研经历以及你对定教授研究方向的理解和兴趣。此外，提前准备好详细的个人简历、成绩单、推荐信等申请材料，并确保这些材料能够突出你的学术能力和研究潜力。
【竞赛报名/项目咨询请加微信：mollywei007】
