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叶金花——国际光催化研究领域的领军学者

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叶金花教授,国家重大人才工程项目、国家高层次人才计划入选者,欧洲科学院外籍院士,英国皇家化学会会士,国际著名学术期刊《Science Advances》和《ACS Nano》副主编。叶金花教授1963年出生于浙江丽水松阳县,1983年获浙江大学学士学位,1990年获东京大学理学博士学位。曾任日本国家材料研究所(NIMS)首席研究员、光催化研究中心主任、环境再生材料研究中心主任、国际纳米材料研究据点首席研究员,北海道大学教授,天津大学特聘教授。2023年4月全职加盟河北大学物理科学与技术学院并担任“光驱动碳中和研究中心”主任,2025年5月当选为欧洲科学院外籍院士(Member of Academia Europaea, MAE),2016、2018-2024年连续入选科睿唯安(汤森路透)“全球高被引科学家”,是国际公认的光催化研究领域的著名科学家。

叶金花教授长期致力于新型纳米光催化材料的设计开发及其在太阳能转换(尤其是光解水制氢、二氧化碳还原转化)和环境净化(如污染物降解)领域的研究。迄今为止,她带领团队在《Nature》《Nature Materials》《Nature Catalysis》《Nature Energy》《Nature Communications》《Journal of the American Chemical Society》《Advanced Materials》等国际著名期刊上发表学术论文700余篇,总被引次数~ 80,000次,H指数(H-index)~ 145。其中,170余篇论文被引超过100次,80篇超过200次,单篇最高被引超过3600次,多项成果已成为领域内的经典参考文献。作为国际光催化领域的著名科学家,叶金花教授多次受邀在国际光化学转化及太阳能存储学会(IPS)年会、国际催化大会等重要国际学术会议上作大会报告或特邀报告,分享其团队的最新研究成果。据统计,她在全球各地的大学、研究机构和工业研发中心已进行过约500余次学术演讲,足迹遍布全球多个国家和地区,为推动光催化及相关领域的学科发展作出了突出贡献。

叶金花教授团队近期代表性研究成果(河北大学为第一署名单位)

光热催化甲烷选择性氧化偶联制备高纯丙烷针对我国高纯丙烷原料完全依赖于进口这一“卡脖子”问题,创新性开发了纳米孔道限域应变金纳米晶光热催化甲烷氧化偶联新体系,通过理性调控乙烷反应中间体的吸附及扩散行为,在世界范围内首次实现了甲烷至丙烷的高选择性连续转化。在聚焦太阳光照射下,该催化体系实现了连续200小时以上稳定运行,丙烷选择性高达91%,产率突破1.40mmol h-1,展现出了巨大的工业化应用前景(Nat.Energy. 2025,10.1038/s41560-025-01834-5)。

光热催化甲酸裂解制高纯CO:提出并实现“光热催化甲酸裂解”制备超高纯一氧化碳(CO)的全新路线。利用萤石结构氧化锆高效催化甲酸裂解并选择性阻断杂质气体生成,直接生产高纯CO。耦合光热催化装置实现超过1538 L m-2day-1的高纯CO产量,为集成电路等高科技产业提供绿色、自主的高纯气体制备方案(Nat. Catal. 2024, 7, 1350)。

光热绿色甲烷选择性氧化制甲醇:团队发现钯(Pd)、铁(Fe)双原子活性中心修饰的金属有机框架(MOF)复合催化剂在太阳光照射下能够以空气为氧化剂,将甲烷以接近100%的选择性催化氧化为甲醇,产率达到14.6mmol g-1h-1。该催化剂能实现廉价量产,室外示范实现了自然光辐照下0.56mmol h-1的甲醇产率,显示了该催化系统极高的应用潜力。这项工作为设计廉价、清洁、高效甲烷选择性氧化制甲醇提供了一条新的道路(Nat. Commun. 2025,16,747)。

高熵二维铜基氧化物突破光热CO2加氢稳定性瓶颈:创新性合成高熵二维氧化物材料,在400-800°C高温下保持结构稳定,克服铜基催化剂易团聚失活的难题。在标准太阳光辐照下,光热催化CO生成速率达248.5 mmol g-1h-1,连续7天室外运行产量达571 L,为光热催化高温稳定运行提供了新策略(Nat. Commun. 2023, 14, 3171)。

光热催化二氧化碳加氢制多碳烃:构筑Co0-Coδ+界面双位点介导的C–C偶联反应促进光热催化CO2加氢制低碳烯烃,该研究提供了一种新的思路设计应用于光还原CO2转化为C2+碳氢化合物的光热催化剂(Angew. Chem. Int. Ed.2023, 62, e202302253)。

自运行光热CO2甲烷化系统实现昼夜持续产甲烷:开发基于二维Ni-Ce固溶体催化剂与TiC/Cu光热器件的耦合系统。利用反应自身放热,在完全黑暗条件下仍能维持830 mmol g-1h-1的甲烷化速率,实现真正意义上的自持续运行,展现出巨大的工业化应用前景(Energy Environ. Sci. 2025,18, 1255)。

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