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師大要聞

【榜樣的力量】?譚蓉:突破瓶頸,獨(dú)辟蹊徑

2021-12-29 09:02   來(lái)源:湖南師范大學(xué)新聞網(wǎng)   作者:科技處   點(diǎn)擊:

(供稿 科技處)譚蓉,化學(xué)化工學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師,湖南省自然科學(xué)杰出青年基金獲得者,湖南省121創(chuàng)新人才培養(yǎng)工程第二層次人選,入選湖南省“湖湘青年英才”。近年來(lái),主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上和青年項(xiàng)目4項(xiàng),以第一作者或通訊作者在J. Catal, Green ChemChemCommun等國(guó)際權(quán)威期刊上發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文50余篇,SCI引用1000余次。擔(dān)任中國(guó)化工學(xué)會(huì)離子液體專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員和精細(xì)化工專(zhuān)業(yè)委員會(huì)青年委員等職務(wù)。

2021-2021年主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目2項(xiàng),以通訊作者發(fā)表SCI一區(qū)論文4篇,以第一完成人獲得2020年度湖南省自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

手性精細(xì)化學(xué)品作為重要的精細(xì)化工中間體,被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、香料和天然產(chǎn)物合成等工業(yè)領(lǐng)域。目前,80%以上手性精細(xì)化學(xué)品的合成過(guò)程涉及催化反應(yīng)。然而,傳統(tǒng)催化反應(yīng)通常需要使用大量有機(jī)溶劑,一方面不利于產(chǎn)物純化,另一方面可能導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題。水因其價(jià)廉、安全等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是最理想的反應(yīng)溶劑。以水作為反應(yīng)介質(zhì),不僅環(huán)境友好,更重要的是反應(yīng)結(jié)束后,無(wú)需使用有機(jī)溶劑即可實(shí)現(xiàn)有機(jī)產(chǎn)物的分離與純化。但是,大部分反應(yīng)物和催化劑都不溶于水,油、水兩相間傳質(zhì)速率慢,導(dǎo)致催化效率低。加入相轉(zhuǎn)移催化劑,雖可改善油、水兩相間的傳質(zhì),但兩親性催化劑易使反應(yīng)體系乳化,不利于催化劑分離與產(chǎn)物純化。因此,如何實(shí)現(xiàn)手性催化劑在水相體系的傳質(zhì)與分離,是實(shí)現(xiàn)手性精細(xì)化學(xué)品綠色高效合成的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。

譚蓉教授于2009年在湖南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院獲得博士學(xué)位后留校工作。近十三年來(lái),她致力于手性精細(xì)化學(xué)品水相催化合成,針對(duì)水相催化體系中,催化劑與底物之間的傳質(zhì)效率差、催化劑回收困難等瓶頸問(wèn)題,創(chuàng)制了在水中具有“高效催化,簡(jiǎn)捷分離”特點(diǎn)的催化新材料,開(kāi)辟了“反應(yīng)-分離”耦合催化新方法,實(shí)現(xiàn)了手性亞砜、手性環(huán)氧化物、手性β-羥基酮和手性鄰二醇等多種重要精細(xì)化學(xué)品的水相催化合成。如:

(1)利用環(huán)境刺激(如光照、溫度、外磁場(chǎng))調(diào)控手性催化劑在水中的反應(yīng)和分離,不僅節(jié)能環(huán)保,而且符合綠色催化的要求。通過(guò)分子設(shè)計(jì)和超分子組裝等手段,將刺激響應(yīng)單元與催化劑相結(jié)合,創(chuàng)制了智能響應(yīng)型催化新材料。該類(lèi)智能催化材料同時(shí)具備對(duì)環(huán)境的刺激響應(yīng)性和催化反應(yīng)性能。利用環(huán)境刺激(如光照、溫度、外磁場(chǎng)),智能調(diào)控催化劑親水與疏水轉(zhuǎn)換,在水中可控構(gòu)筑“反應(yīng)—分離”耦合催化新體系,解決了水介質(zhì)中的催化劑傳質(zhì)與分離等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,為水相催化體系的傳質(zhì)與分離問(wèn)題提供了全新的解決方案。

(2)如何使多相催化劑均相化,提高多相催化劑的傳質(zhì)效率,是催化化學(xué)面臨的難題?;谑┆?dú)特的二維層狀結(jié)構(gòu)及親水的表面官能團(tuán),利用催化活性單元對(duì)石墨烯表面功能化,創(chuàng)制了石墨烯基催化新材料,提出了基于二維催化材料的“擬均相”催化新方法—即“宏觀(guān)多相、微觀(guān)均相”,突破傳統(tǒng)催化劑在水中的傳質(zhì)限制,解決了多相催化劑均相化的難題。

(3)乳液催化可克服水相中催化劑與底物之間的傳質(zhì)限制,但催化劑從水中分離困難?;趦捎HJanus納米粒子優(yōu)異的界面活性和可分離的特點(diǎn),利用催化活性單元,對(duì)硅基納米粒子表面進(jìn)行不對(duì)稱(chēng)修飾,創(chuàng)制了Janus納米表面活性劑型催化新材料,建立了“乳液催化、多相分離”耦合催化新方法,解決了乳液體系中催化劑的分離問(wèn)題。系列研究成果發(fā)表在J. Catal.等國(guó)際催化類(lèi)權(quán)威雜志上,被編輯選為特色論文。綜述類(lèi)期刊Chem. Soc. Rev.(2018, 47, 2722-2771和2018, 47, 1307-1350)同期連續(xù)兩次用超過(guò)1個(gè)印刷版面大篇幅報(bào)道,認(rèn)為“水相中硫醚不對(duì)稱(chēng)催化氧化更新和完善了手性亞砜合成的報(bào)道”。該研究成果獲得2020年度湖南省自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

在做好科研工作的同時(shí),譚蓉教授也非常重視人才培養(yǎng)工作。近年來(lái),譚蓉教授承擔(dān)了本科生專(zhuān)業(yè)主干課程《有機(jī)化學(xué)(一)(二)》《化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)》和研究生限選課《催化原理與設(shè)計(jì)》等教學(xué)工作。在教學(xué)中,她愛(ài)崗敬業(yè)、盡職盡責(zé),堅(jiān)持教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革,虛心向優(yōu)秀教師請(qǐng)教教學(xué)經(jīng)驗(yàn),提高教學(xué)水平,獲2013年湖南省普通高校教師課堂競(jìng)賽三等獎(jiǎng)和湖南師范大學(xué)2014-2015年度教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)。定期為本科生做“大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”講座,介紹團(tuán)隊(duì)最新研究成果,激發(fā)學(xué)生服務(wù)國(guó)家、服務(wù)人民的社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新意識(shí)。此外,她擔(dān)任本科生科研導(dǎo)師,指導(dǎo)了本科生開(kāi)展課外創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目獲批湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目,并入選國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新課題。

研究生培養(yǎng)方面,譚蓉教授堅(jiān)持做研究生科研的領(lǐng)路人和思想的引路人,與學(xué)生同學(xué)習(xí)、同進(jìn)步。指導(dǎo)研究生10余年來(lái),她堅(jiān)持每天與學(xué)生一起總結(jié)分析當(dāng)天的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),及時(shí)掌握學(xué)生的科研進(jìn)度,緩解學(xué)生的科研壓力。每周定期舉行課題組的周期性工作總結(jié)和文獻(xiàn)匯報(bào),與學(xué)生分享閱讀文獻(xiàn)的心得和體會(huì),與學(xué)生一起分析實(shí)驗(yàn)進(jìn)展,解決實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。她鼓勵(lì)學(xué)生不畏困難,努力培養(yǎng)學(xué)生科研能力和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng),在科研中找尋樂(lè)趣。受譚蓉教授的影響,畢業(yè)的碩士研究生中有10余人到中山大學(xué)和湖南大學(xué)等國(guó)家“雙一流”高校繼續(xù)攻讀博士學(xué)位。此外,畢業(yè)的研究生中有3人獲評(píng)湖南省優(yōu)秀畢業(yè)生,1人獲湖南省優(yōu)秀博士學(xué)位論文。

在科研服務(wù)工作方面,譚蓉教授擔(dān)任化工專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人,組織化工學(xué)科評(píng)估和化工一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)的申報(bào),積極組織各種學(xué)術(shù)會(huì)議和學(xué)術(shù)活動(dòng),為化工學(xué)科的發(fā)展搭建平臺(tái),得到了領(lǐng)導(dǎo)與同事的好評(píng)。

秉承“仁愛(ài)精勤”校訓(xùn)精神、認(rèn)真做好科研創(chuàng)新和人才培養(yǎng)工作,取得更好的科研成果和為國(guó)家培養(yǎng)更多的高素質(zhì)化學(xué)化工人才,是譚蓉教授對(duì)自己工作的要求和期望。

編輯:李欣茹

責(zé)編:馬鐵泉

審核:陳麗榮



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