研三的她，参与发表SCI论文12篇，其中以第一作者或共同一作身份在Journal of Cleaner Production (IF：11.1)、Journal of Colloid and Interface Science (IF:9.9)等中科院一区TOP期刊发表论文2篇；申请国家发明专利2项，其中授权1项。

她就是材料与化学化工学院2021级化学专业研究生陈雨彤。

探索低能耗、零碳排放的制氨方式

开学伊始，陈雨彤回到了她所熟悉的实验室，这是她在我校学习的第7个年头。她本科就读于我校材化学院的应用化学专业，毕业后考取了本校化学专业的硕士研究生。本科阶段担任郑辉教授课题组的科研助理时，她首次接触“光催化”，这也成为了她现在的研究方向。

光催化技术是近年来迅速发展的利用太阳能进行环境净化与能源转化的新技术，它将太阳能等可再生能源转化为可储存、可运输的燃料，并不断通过技术迭代，实现“规模化”、“低能耗”、“高稳定性”三者的统一，真正替代传统化石能源。

“本科阶段的比赛和科研助理的经历，让我积累了很多实验操作方面的经验，刚接触光催化时，就被它能实现很多反应的特性吸引，所以决定要继续研究这个方向。”陈雨彤说。

推进碳达峰碳中和，需要从能源、环保、交通、工业、农业、建筑、新材料等多个维度共同发力。而碳中和的重要枷锁是氨的工业转化，它每年要消耗全球１％的能源，排放全球３％的温室气体。而借助光将氮气转化为氨，即光催化固氮，具有低能耗、零碳排放的优点。空气中含约78％的氮气，是十分经济的氮源，因此光照下将空气中的氮气还原为氨具有很好的发展前景，但由于氮气分子很稳定，其键能很高，因此很难被活化。

陈雨彤研究的课题正是围绕光催化空气中的氮气还原为氨来开展。回忆起刚接触这个课题的那段时间，她仍然记忆犹新：“即使相关的实验操作在本科期间都有做过，但真正要自己设计实验思路，开始自己的研究，还是有些无从下手。”为了尽快适应研究生的科研生活，陈雨彤从协助师兄师姐做实验开始，来学习实验设计，并尝试执行自己的设计路线。

科研成果与投入时间是成正比的

陈雨彤每天重复着材料制备、性能测试和结构检测等实验。虽然需要不断地重复测试材料的性能，但她从不觉得枯燥。“刚开始我的实验数据不够理想，只能不断推翻重来，但稍微有点起色，就会觉得很惊喜。”她说。随后，她逐渐意识到自己的实验设计只是在效仿现有的方法，缺少亮点和创新性，要在现有基础上有所突破还有很大距离。

为了解决这一问题，她暂停了手头的实验，花了一个月时间来阅读文献。这一个月里，她每天至少要花八个小时来梳理，共阅读了百余篇文献。当了解到在自然界中的固氮酶可以在常温常压下将氮气还原为氨时，陈雨彤萌生了通过固氮酶仿生来制备光催化剂的想法，继而她又查阅了大量资料，来了解固氮酶的具体结构和活性位点，发现其活性中心中含有高柠檬酸配体，它对固氮酶的活性具有特定激活作用。于是她就有了以高柠檬酸的同系物柠檬酸为配体的双金属有机框架为催化剂来还原氮气的想法。为了验证这个想法的可行性，她便开始了材料的制备和应用。

在研究过程中，不可避免地出现了很多问题，她也一直保持着积极的心态，每天在实验室待到门禁时间。陈雨彤记得，有一年寒假，她设计的光催化剂出现了性能不稳定的问题，这对于材料来说是非常致命的，她尝试通过材料配比、制备条件等参数调整，来提高稳定性。同时，为了保证实验的连续性，她整个假期都在实验室里度过。“只是过年回去了三天。”她告诉记者，“科研成果与投入时间是成正比的。”在导师和师兄师姐们的指导下，经过不断地尝试和改进优化，最终陈雨彤完成了这项柠檬酸基仿生光催化剂的研究，该光催化剂可以在常温常压下将空气中的氮气以较高效率转化为氨。

氨是现代农业氮肥的主要合成原料，也是主要的工业化学品原料，更是潜在的无碳能量载体。光催化固氮是一种潜力巨大的清洁技术，然而大自然的鬼斧神工造就了天然的固氮酶，借用它，来实现更高效的固氮，具有很好的研究前景。

研究有了成果，但论文发表的过程并不顺利。不断的拒稿对于第一次投稿的陈雨彤来说有很大的冲击，她开始质疑自己的工作。“那个时候实验室的小伙伴包括导师都会安慰我，并告诉我这是家常便饭，也是因为他们，给了我继续前行的力量。”她说。科研虽不易，但她也因身在团结友爱的课题组而感到幸福，三年不长，却足以经历悲欢，无论是科研、生活、心理上的烦恼，导师和同门都会耐心倾听并给出中肯的意见，实验室中的角色有导师有同门，但他们更是朋友，一起努力共同进步。终于，经过为期９个月的投稿周期，这项工作成果成功发表在Journal of Cleaner Production上。

低碳环保领域的研究与实际生活联系紧密，该研究方向着眼于能源危机和环境问题，试图通过增加碳循环和可再生能源的利用，减少工业生产过程中的能耗与污染，为生活提供清洁能源。这是研究者们一直以来为之努力的方向，也是陈雨彤的努力方向。今后，她希望报考博士研究生，继续在这个领域开展科研，用自己的热爱和坚守，为建设“美丽中国”贡献一份力量。