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济南大学2025年国奖获得者——物理科学与技术学院赵宁

2025-12-18
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    作为济南大学凝聚态物理学专业的2023级硕士研究生,我始终以“弘毅、博学、求真、至善”为座右铭,研究生期间主攻电催化全解水,在学业与实践中全面发展。有幸荣获研究生国家奖学金,这既是对我过往努力的肯定,更离不开导师赵刚教授的悉心指导、团队伙伴的鼎力协作,以及学校提供的优质科研平台。

    在学业上,我秉持扎实治学的态度,致力于将理论框架与科研实践深度结合。坚实的学业基础为我的研究工作提供了有力支撑:硕士第一学年专业课排名4/34,第二学年综合测评排名2/34,学业理论基础稳固。

    在科研方向选择上,我聚焦于镍基电催化剂的材料设计与性能优化研究,致力于推动电催化全解水技术的实用化进程。围绕“双碳”目标下对绿氢制备的关键需求,我重点针对阳极析氧反应(OER)过程中能耗高、动力学缓慢、催化剂功能单一等瓶颈问题,通过系统的文献调研、实验设计、数据分析和机理研究,逐步开展了一系列具有创新性的探索工作。

    在第一个研究课题Ni3S2-Fe(Mo2S4)双功能电催化剂的合成及电解水性能研究中,采用普适性两步水热法,成功制备出一维钟乳石状多级结构催化剂。通过XRD、SEM、TEM、XPS等多种表征手段系统分析材料结构,并结合电化学测试优化制备工艺。最终该催化剂表现出优异的双功能催化性能,析氧反应(HER)η₁₀=166 mV,OERη₁₀=177 mV,全解水体系η₁₀仅为1.57 V,且能稳定运行48小时。相关成果以第一作者身份发表于SCI一区期刊《Journal of Colloid and Interface Science》(IF=9.7),为低成本双功能电催化剂的设计提供了新思路。

    在后续研究中,我进一步拓展至三功能电催化剂领域,开展了Ni3S2(Fe. Mo)-NiFe LDH分级结构的制备及三功能催化性能研究。将擅长HER的Ni3S2与具备OER/UOR双路径催化潜力的NiFe LDH组成多级结构,这实现了HER、OER、UOR三功能催化性能一体化。其中,DFT计算证实,Fe. Mo共掺杂可优化Ni3S2的d带中心,平衡反应中间体吸附与脱附,而异质界面的界面电子相互作用则加速电荷传输。通过Fe、Mo共掺杂与异质结构建的协同策略,该催化剂的HERη₁₀=91 mV,OERη₁₀=228 mV, UORη₁₀=74 mV,全解水体系HER‖OER(HER‖UOR)仅需1.55V(1.41 V),且能稳定运行100小时。相关成果已被SCI一区top期刊《Nano Research Energy》接收,为多场景制氢与含尿素废水处理一体化提供了思路。此外,我还积极参与学术交流与专业竞赛,曾作为核心成员获得第十一届全国大学生能源经济学术创意大赛山东省二等奖、山东省“启迪新能杯”大学生节能减排社会实践与科技竞赛二等奖。

    在科研工作中,高效利用时间与做好每日规划至关重要。科研流程通常包括实验方案设计、样品制备、表征测试、数据分析、文献研读及论文撰写等环节,每个阶段均需投入充分精力。若缺乏系统规划,易导致实验安排混乱、问题积压、进度拖延等问题。因此,科学的时间管理不仅能有效提升科研效率,也有助于维持良好的工作节奏,避免陷入持续疲劳。

    作为中共党员,任团支部书记期间,我始终坚持全面发展。在学生工作中,不断增进集体荣誉感,助力同学共同进步,先后荣获“校优秀学生干部、校优秀学生、校优秀团员”等称号。同时,积极参与暑期三下乡社会实践,作为团队队长,带领团队以物理学科专业优势服务了基层,增强了高校学生的社会责任感。这些经历不仅锻炼了我的组织协调能力,更让我懂得团队协作的重要性,在科研中与团队成员共享实验数据、交流技术心得,形成了互帮互助的良好氛围。

    研究生阶段的经历使我深刻认识到,科研工作并无捷径可走。每一个研究难题的突破,都依赖于扎实的理论基础与开放的思维视野。在这样的过程中,我逐渐学会了如何在不断探索中保持稳健的步伐。基于已有的积累,我期望在下一阶段开展更深入、更系统的研究工作,努力将实验室中的成果向实际应用场景推进。我也会保持好奇,专注脚下,勇敢向前,绝不泄气!