易海波科研成果

基本信息 易海波，教授，博士，中国农工党员。承担结构化学、计算化学、量子化学、分子模拟与计算化学等课程教学，承担结构化学课程微课与计算化学 思政课程建设任务。 联系方式：新化工楼A区-315室、A区-319室，hbyi@hnu.edu.cn，6771633(QQ)。 课题组QQ群:104365235(分子流体与动力学模拟)、微信群：分子流体微观动力学 RESEARCH INTERESTS Inorganic functional materials, ion selectivity of nanomaterials, molecular liquids, ion association, hydration dynamics, nanoconfinement, nucleation mechanism, molecular simulation EDUCATION PhD in Physical Chemistry, June 2003 – Sichuan University BA in Chemistry Education, June 1998 – Hunan Normal University. APPOINTMENTS Professor: Hunan University, College of Chemistry and Chemical Engineering,  February 2019 to Present. Associate Professor: Hunan University, College of Chemistry and Chemical Engineering,  2006 December to January 2019. Researcher, 2009 August – 2009 October, Pohang University of Science and Technology (Korea) Assistant Professor: Hunan University, College of Chemistry and Chemical Engineering,  August 2005 to December 2006. Researcher, 2003 August – 2005 August, Center for Superfunctional Materials, Pohang University of Science and Technology (Korea). Assistant Researcher Visiting PhD  student, 2002 June – 2003 April, Chemistry Department, Pohang University of Science and Technology (Korea). SELECTED PUBLICATIONS S.-Q. Zheng, G. Liao R.-T. Ma, J.-Y. Li, H.-B. Yi*, Mechanisms of Mg2+/Li+ separation regulated by ion dynamics near the entrance of 2D nanochannels under applied electric fields, Chemical Engineering Scicence, 2024, 285,119545. G. Liao, X.-Y.Yue, S.-Q. Zheng; R.-T. Ma, H.-B. Yi* Mechanisms of lithium selection from mixed LiCl-NaCl solution by nanopores: The synergistic effects of nanoconfinement and electric fields, Desalination, 2023, 553, 116455. Y.Y.Li, X.Y. Yue, G.Huang, M. Wang, Q.W. Zhang, C.C. Wang, H.B. Yi*,  S.Y. Wang*, Insight into Li+ selectivity of carboxylate graphene nanopores: The effect of ion association inspired by electric field and nano-confinement, Small, 2021, 17(48), 202006704, 1–9. Q.-W. Zhang, C.-C. Wang, M. Wang,  Y.-Y. Li, X.-Y. Yue, H.-B. Yi*, H.-J. Li* Effects of methanol on CaSO4 ion associated species in mixed solutions: Solvation dynamics and hydrogen bond bridging structure, Journal of Molecular Liquids, 2020, 307, 112985, 1–9. M. Wang, C.-C. Wang, H.-Q. Cai, Y.-Y. Li, Q.-W. Zhang, H.-B. Yi*  Molecular dynamics simulation study on distinctive hydration characteristics of highly coordinated calcium chloride complexes. Journal of Molecular Liquids, 2019, 274, 261–269. H.X. Li, S. Ma, H.Q. Cai, H.H. Zhou *, Z.Y. Huang, Z.H. Hou*, J.J. Wu, W.J. Yang, H.B. Yi*, C.P. Fu, Y.F. Kuang* Ultra-thin Fe3C nanosheets promote the adsorption and conversion of polysulfides in lithium-sulfur batteries. Energy Storage Materials, 2019, 18, 338–348. D. Yan, H.J. Li, H.Q. Cai, M. Wang, C.C. Wang, H.B. Yi*, X.B. Min*, Microscopic insight into precipitation and adsorption of As(V) species by Fe-based materials in aqueous phase. Chemosphere, 2018, 194, 117–124. Z.H. Wang, Y.J. Wu, H.H. Xue, L.N. Zhou, W.C. Geng, H.B. Yi*, Y.J. Li * What dictates who, I- or Br-?, mediates the growth of cubic Pd nanoparticles? Physical Chemistry Chemical Physics, 2018, 20, 10997–11002. H.J. Li, D. Yan, H.Q. Cai, H.B. Yi*, X.B. Min*, F.F. Xia* Insights into water-mediated ion clustering in aqueous CaSO4 solutions: Pre-nucleation cluster characteristics studied by ab initio calculations and molecular dynamics simulations. Physical Chemistry Chemical Physics, 2017, 19, 11390–11403. Y.L. Wang, Y. Wang, H.B. Yi*, High-order Ca(II)-chloro complexes in mixed CaCl2-LiCl aqueous solution: insights from density functional theory and molecular dynamics simulations. Journal of Physical Chemistry A, 2016, 120, 5635–5648. J.Y. Chen, Z. Tang, R.H. Qiu*, Y.H. He, X. Wang, N.B. Li, H.B. Yi*, C.-T. Au, S. Yin, X.H. Xu*, Cesium-Catalyzed Regioselective synthesis of trisubstituted heteroatom alkenes: a new strategy for the preparation of functional alkenes, Organic Letters, 2015, 17, 2162–2165. H.J. Li, J.J. Xu, H.B. Yi*, High-order Cu(II) chloro-complexes in LiCl brines: insights from density function theory and molecular dynamics. Geochimica Cosmochimica Acta, 2015, 165, 1–13. J.J. Xu, G. Bai, H.B. Yi*, H.J. Li, Y. Chen*, Ionic solvation and association in LiCl aqueous solution: a density functional theory, polarised continuum model and molecular dynamics investigation. Molecular Physics, 2014, 112(12), 1710–1723. G. Bai, H.B. Yi*, H.J. Li, J.J. Xu, Hydration characteristics of Ca2+ and Mg2+: a density functional theory, polarized continuum model and molecular dynamics investigation. Molecular Physics, 2013,111, 553–568. F.F. Xia, D.W. Zeng*, H.B. Yi*, C.H. Fang, Direct contact versus solvent-shared ion pairs in saturated NiCl2 aqueous solution: A DFT, CPMD, and EXAFS investigation. Journal of Physical Chemistry A, 2013, 117, 8468–8476. F.F. Xia, H.B. Yi*, D.W. Zeng*, Hydrates of Cu2+ and CuCl+ in dilute aqueous solution: A density functional theory and polarized continuum model investigation. Journal of Physical Chemistry A, 2010,114, 8406–8416. H.B. Yi*, H.M. Lee*, K.S. Kim*, Interaction of benzene with transition metal cations: Theoretical study of structures, energies, and IR spectra. Journal Chemistry Theory Computation, 2009, 5, 1709–1717. H.B. Yi#, M. Diefenbach#, Y.C. Choi, E.C. Lee, H.M. Lee, B.H. Hong, K.S. Kim*, Interactions of neutral and cationic transition metals with the redox system of hydroquinone and quinone: Theoretical characterization of the binding topologies, and implications for the formation of nanomaterials. Chemistry - A European Journal, 2006, 12, 4885–4892. H.B. Yi, H.M. Lee, S.B. Suh, S.K. Shin*, K.S. Kim*, Pseudorotation-driven dynamical structure of the tropyl radical. Journal of Chemical Physics, 2006, 125, 164332,1–9. TEACHING EXPERIENCE UnderGraduate Courses ·         Structural Chemistry ·         Computational Chemistry Graduate Courses ·         Quantum Chemistry ·         Molecular Simulation PEER-REVIEW SERVICE Journal of Physical Chemistry A, Crystal Growth & Design, Langmuir, Chemistry Conmmunication, Physical Chemistry Chemical Physics, Journal of Molecular Liquids, ChemPhysChem, Molecular Physics, etc.

教育背景

教育背景 1994.9~1998.7，湖南师范大学化学系，化学教育专业学士学位2002.6~2003.4, 韩国浦项科技大学化学系，访问博士生      1998.9~2003.7, 四川大学化学学院，物理化学专业博士学位

工作履历

工作履历 2003.8~2005.8， 韩国浦项科技大学超功能材料国家创新实验中心,助理研究员、博士后            2009.8~2009.10，韩国浦项科技大学World Class University (WCU) projects项目组,短期合作研究2005.8~ ，      湖南大学化学化工学院 内容来自集群智慧云企服

研究领域

学术兼职 Molecules（IF: 4.927）评审委员会成员

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学术成果

研究领域 限制性分子流体与离子通道分子设计  目前的一些石墨烯孔隙材料能实现较好的Mg2+选择性，但是这种选择性不符合西部盐湖的锂资源开发的需要。开发能降低镁锂比或是直接提锂的石墨烯孔隙材料才能用于开发西部盐湖的锂资源。以前的研究主要侧重于分析离子脱水作用的差异，而较少基于静电效应设计石墨烯纳米孔隙的离子选择性。对于亚纳米尺寸、表面带负电荷的离子通道，其离子选择性受到脱水作用和静电相互作用的影响，然而这两者对选择性离子输运的耦合效应一直是难以捉摸的。因此，开发具有锂离子选择性的石墨烯纳米孔隙材料需深入解析脱水作用和静电因素的耦合效应以及相关适宜条件。从微观角度揭示各种相互作用与微观结构以及动态特征对离子选择性与离子通量的影响，探究离子选择性与微观因素之间的定量构效关系，将有助于基于分子设计与模拟获得具有优异离子筛分与高离子通量的功能化石墨烯孔隙材料，从理论上获得具有Li+选择性的功能化石墨烯孔隙材料。课题将基于量子化学计算、分子动力学模拟及统计热力学模型研究水相体系中基于石墨烯的仿生离子渗透膜的选择性与效率，结合离子水合、离子缔合与相互作用等方面的分析解析离子选择性的因素，结合超分子结构与分子组装探讨新型有机多孔材料的设计。溶液中前驱体团簇的结构特征与基于前驱体团簇的组装机制以及无机功能材料制备新方法  无机固体材料的形貌控制与无机材料的3D打印是材料领域的新热点，而液相中前驱体团簇的结构特征与富集分离以及组装机制则是无机功能材料制备的关键性问题。基于前驱体团簇从溶液中制备无机固体材料的方法具有晶体形貌控制方面的巨大优势，无机晶体材料的3D打印具有机械强度方面的优越性与重要应用前景。但是如何高效地从溶液中富集分离符合要求的前驱体团簇。溶液中离子团簇尺寸越小团聚越快，且溶液中缔合物种多、结构易变。因此溶液中前驱体团簇结构与调控以及富集分离是新型固体材料制备的关键问题。微观角度解析前驱体团簇结构特征与团聚过程的动力学性质将促进对于前驱体团簇团聚机制理解，有助于完善前驱体团簇的富集分离方法以及新型无机功能材料的制备与形貌控制。课题将基于分子模拟与实验，研究液相中前驱体团簇的结构特征与影响因素，发展在液相中富集分离纳米尺度前驱体团簇的新方法，推动前驱体团簇结构的调控与原位监测的方法发展。极端条件下溶液中介稳现象与介稳结构以及其热力学性质        结晶分离是盐湖资源开发的主要方法之一，但是结晶分离提纯方法仍面临种种难题，如成核结晶、介稳区性质，共结晶等问题。这严重制约了盐湖资源的综合开发与高效利用。目前成核的微观热力学与动力学过程研究甚少，还存在很多疑问，尤其是溶液中存在离子团簇微观结构特征、成核路径、结晶类型与过饱和度、温度和压力等因素之间的关系。我国西部全年结冰期长，可充分利用冬季冷能资源开发盐湖资源。因此研究卤水体系低温下的物理化学性质，弄清楚一些典型过饱和卤水体系中离子团聚特征与稳定存在的原因以及离子团聚过程，这将有助于更好地认识低温下卤水的成盐规律和卤水体系的变化规律，为卤水盐类分离提取新工艺和新技术提供创新思路和科学依据。课题将基于量子化学计算、分子动力学模拟及分子光谱研究极端条件下溶液（水热流体、高温高压混合蒸汽、低温卤水）中介稳现象与结构特征，探讨盐湖资源开发的冻卤、湿法冶金、无机储能材料应用、高温条件下铜氯循环水热制氢过程等过程中存在的过饱和、过冷与循环效率问题以及热化学问题。化学过程的微观机理与光谱特征及溶液中离子自组装机理       溶剂效应是化学反应的重要因素，甚至决定一些化学的反应路径。课题将基于量子化学计算与分子动力学模拟研究一些典型化学过程的微观机理与光谱特征；基于离子水合特征的热力学与动力学分析，综合统计分析与分子轨迹分析，多维度地揭示离子、团簇结构周围的水分子的动态性质，从分子水平探究溶液中离子组装的量子拓扑图像，研究溶液中成核结晶过程的关键步骤与影响结晶路径、沉降趋势的重要因素；结合热力学计算与动力学模拟以及化学反应动力学计算研究新型金属有机框架材料(MOF)在水热条件下的组装机理、溶液中多酸以及杂多酸的分子组装机理与相关问题；结合具体分子团簇模型、化学反应探讨溶剂化对一些物种的物理化学性质与关键步骤反应机理的影响污染水体中物种结构、光谱特征与多种物理化学处理方法微观机制的研究       铁盐除砷方法仍存在很多问题，从微观角度弄清楚工业废水中砷的主要形态、一些含砷离子团簇结构特征以及铁盐除砷的微观机制具有重要意义。课题将基于量子化学计算与分子动力学模拟研究水相中一些典型重金属离子和其它污染物的微观结构与热力学性质以及光谱解析特征，结合团簇模型与表面物理化学模拟研究水体中污染物的物理化学处理方法微观机制及相关问题。

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