陈懿（物理化学与多相催化）中国科学院院士｜我国金属氧化物催化剂“嵌入模型”奠基人与介观催化学科倡导者#

1. 研究方向#

陈懿院士长期致力于物理化学、多相催化和介观化学等领域的基础和应用前沿研究。他的科学探索立足于金属氧化物催化剂与载体之间的界面物理化学相互作用、超细非晶态合金催化剂的液相和固相制备机理，以及介观尺度多相催化体系的构筑。他最早系统探明了过渡金属氧化物在 $\gamma\text{-Al}_2\text{O}_3$、$\text{TiO}_2$、$\text{ZrO}_2$ 等主流无机氧化物载体表面的高度分散行为。作为我国“介观化学”概念的重要倡导者，他于南京大学牵头建立了我国高校首个介观化学重点实验室（现为教育部重点实验室），引领多相催化研究从宏观过渡到微观及介观多级尺度。

2. 标志性成果#

• 金属氧化物催化剂“嵌入模型”（Incorporation Model）的提出与定量描述：

  • 在多相催化领域，活性组元在载体表面的一单层分散规律是一项关键课题。陈懿院士系统探究了不同价型过渡金属氧化物（如 $\text{MoO}_3$、$\text{CuO}$、$\text{NiO}$ 等）在常见氧化物载体上的分散状态。

  • 他创造性地提出了“嵌入模型”（$\text{Incorporation Model}$），定量且准确地描述了被分散物种的本征物理化学性质与载体表面特殊晶面结构的内在关联。该模型打破了传统唯象模型的局限，成功解决了多晶固体表面上由于晶格空位以及特定阴离子所产生屏蔽效应的定量计算难题，为工业催化剂的理性设计和精密调控提供了坚实的理论指导。

• 超细非晶态合金催化剂反应机理阐明与制备工艺革新：

  • 非晶态合金由于其长程无序、短程有序的原子排列和极高的活性配位数，是优异的催化剂材料。陈懿院士团队深入阐明了在溶液反应中，化学还原法合成非晶态 $\text{Ni-B}$ 合金超细粒子的微纳动力学与形成机理。

  • 团队首次发现了液相反应中制备 $\text{Ni-P}$ 合金粒子的“自催化”本质。以此为依据改进了溶液沸点附近的传统回流加热制备方法，极大提升了非晶态催化剂的结构均匀性与比表面积。

  • 针对极易水解而难以在水溶液中高纯合成的铁基类金属非晶合金体系，他提出了“室温固相化学反应”合成路线。该路线成功避开了剧烈的水解反应，成功获得了类金属（$\text{Metalloid}$）元素含量高的 $\text{Fe-B}$ 超细非晶合金。

• 纳米复合氧化物制备与低维金属氮化物研究：

  • 纳米尺度催化体系的核心在于探明活性晶格氧的流动性。陈懿团队系统制备了系列高度可控的纳米复合氧化物，并定量关联了粒子尺寸（$\text{Particle Size}$）、晶格氧活动性与催化选择性之间的规律。

  • 此外，他在多维低维纳米金属氮化物的可控制备及其场发射（$\text{Field Emission}$）物理性能领域取得了一系列进展，极大拓宽了催化材料在多功能光电领域应用的外延。

• 物理化学教材经典建设与学科体系编撰：

  • 在教书育人与教材编写方面，陈懿院士做出了不可磨灭的贡献。他与傅献彩教授等共同主编的《物理化学》及《物理化学简明教程》（自 $1961$ 年起出版第一版，后续修订版一直沿用至今），是我国高校化学专业使用最广泛、影响力最深远的物理化学“国家级规划教材”，哺育了我国几代化学科研与教学骨干人才。

  • 此外，他系统主持编纂了《中国大百科全书·化学卷》中“穆斯堡尔谱学（\text{M\ddot{o}ssbauer Spectroscopy}）”等核心基础条目，为我国近代结构物理化学的理论框架建设奠定了基础。

3. 学术地位与影响#

陈懿院士是我国物理化学和多相催化领域的泰斗级学者之一，同时也是推动高校科研服务于石油化工产业应用的先驱者。他提出的催化剂嵌入模型在国际表面催化学术界享有盛誉，其发表的 $400$ 余篇学术论文及专利成果在国际化学界被广泛引用。他在 $2001$ 年牵头组建的南京大学介观化学教育部重点实验室，首次将介观科学理念贯彻到多相催化、软物质及先进无机材料中，并于 $2007$ 年组建“南京大学-上海石油化工研究院联合实验室”，开创了高水平研究型大学与国家石化支柱企业合作研发的新范式。

1. 教育背景#

• $1951$ 年 $01$ 月－$1955$ 年 $08$ 月：南京大学化学系胶体化学专业，获理学学士学位（毕业）。

• $1979$ 年 $08$ 月－$1981$ 年 $01$ 月：美国威斯康星大学（$\text{University of Wisconsin}$）化工系，开展访问学者与讲师工作。

2. 工作履历#

• $2018$ 年 $08$ 月：从南京大学化学化工学院退休，后受聘为南京大学校务委员会顾问、校发展委员会顾问。

• $2001$ 年 $11$ 月至今：南京大学介观化学教育部重点实验室学术委员会主任（曾任实验室主任）。

• $1996$ 年 $02$ 月－$1997$ 年 $04$ 月：南京大学代校长。

• $1988$ 年 $10$ 月－$1996$ 年 $02$ 月：南京大学副校长、常务副校长，化学化工学院教授。

• $1985$ 年 $05$ 月－$1988$ 年 $10$ 月：南京大学化学系系主任、教授。

• $1981$ 年 $01$ 月－$1985$ 年 $05$ 月：南京大学化学系，副教授、教授。

• $1955$ 年 $09$ 月－$1979$ 年 $07$ 月：南京大学化学系，助教、讲师（毕业后长期留校任教）。

1. 国家级与行业顶尖奖项#

• 中国化学会催化委员会“中国催化成就奖”（$2014$ 年，我国催化领域的最高学术荣誉）；

• 全国科学大会奖（$1978$ 年，作为主要完成人）；

• 中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖（$2017$ 年）。

2. 国际荣誉与国家级重磅称号#

• 全国优秀科技工作者（$1997$ 年）；

• 中国化学会会士；

• 省部级科技成果奖及科技进步奖九项。

1. 重要学术平台及期刊任职#

• 介观化学教育部重点实验室 学术委员会主任；

• 《$\text{Journal of Catalysis}$》 编委（$2000$ 年－$2005$ 年）；

• 《催化学报》、《物理化学学报》 等国内重要学术期刊 编委及顾问。

2. 重要社会与学术兼职#

• 中国化学会 理事长（$1995$ 年－$1998$ 年）；

• 国际催化协会（$\text{IACS}$） 理事（$1988$ 年－$1996$ 年）；

• 教育部高等学校化学教学指导委员会 主任（$1995$ 年－$2000$ 年）；

• 国务院学位委员会第三、四届化学学科评议组 成员、召集人（$1992$ 年－$2002$ 年）；

• “固体表面物理化学”等四个国家重点实验室 学术委员会委员。