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科學研究：

研究領域及現狀：

堿性燃料電池、直接甲醇燃料電池和定電位電解法氣體傳感器等方面的研制和開發。

1．直接甲醇燃料電池

直接甲醇燃料電池的研究開始于20世紀50年代，過去的研究進展也比較緩慢。一直到20世紀90年代，由于質子交換膜燃料電池商業化進程中遇到用高壓氫作燃料有不安全的問題，加上與質子交換膜燃料電池相比，直接甲醇燃料電池具有結構簡單、體積小、比能量高、維修方便、燃料的儲運和使用安全方便等優點，人們開始認識到，直接甲醇燃料電池可作為便攜式電源和電動車電源，預計將在汽車、小型家用電器、傳感器、攝像機、筆記本電腦、手機以及軍事移動性儀器等領域具有廣泛的應用前景。因此，直接甲醇燃料電池才日益得到重視。目前，世界上有許多單位都在進行直接甲醇燃料電池的研發工作，我們研究組在20世紀90年代初在國內率先開展了直接甲醇燃料電池的研究工作，主要研究陽極和陰極催化劑、隔膜和電池結構，研究組的工作得到有關部門的重視，已得到科技部“973”計劃、“863”計劃和國家自然科學基金委多個項目的資助。

2．重金屬和稀土離子與酶相互作用機理

隨著稀土微肥的使用和環境污染的問題，重金屬和稀土離子會進入植物體內，生物方面的研究表明，重金屬和稀土離子進入植物體后，植物體內的保護酶或抗氧化酶的反應最為敏感。但從化學的角度研究重金屬和稀土離子與這些酶相互作用的機理的工作還很少，這主要是由于這些酶具有高化學活性、結構復雜性、環境及測試條件引起的構象易變性等特點，研究不易進行。所以我們研究組先選擇結構、性質、生物活性和功能與這些酶相似的小分子酶為模型物，探討金屬與小分子酶相互作用的研究方法和技術，從而得到它們的主要作用點及變化規律，進而研究重金屬與植物體保護酶作用機制。該方面的工作已得到國家自然科學基金委多個項目的資助。

3．生物燃料電池

由于研究組已有燃料電池和生物電化學方面的研究經驗，因此，近年來，研究組開始開展生物燃料電池的工作。生物燃料電池與一般燃料電池的不同主要是用酶作為催化劑來代替一般燃料電池中的金屬催化劑，用生物分子來代替氫或甲醇等作燃料。在國外，這方面的研究工作還不太多，在國內，還基本上沒有，加上這方面的工作還能用于生物傳感器，因此，有很好的發展前途。

承擔課題情況

幾年來，共承擔30項左右的科研項目，其中包括”973”項目，國家自然科學基金項目，美國福特基金會項目，世界銀行資助項目，國家攻關項目等。

科技部973計劃項目：氫能的規模制備，儲運及相關燃料電池的基礎研究。

課題8：質子膜燃料電池新型催化劑研究。

　　

論文專著：

代表性論文

1. Surface Raman spectroscopy of the three redox forms of methylviologen. Tianhong Lu,R.L. Birke, J. R. Lombardi, Langmuir, 1986, 2, 305.

2. A normal coordinate analysis of the vibrational modes of the three redox forms of methylviologen: comparison with experimental results. S.Ghoshal,Tianhong Lu, Q. Feng, T.M. Cotton, Spectrochim. Acta, 1988, 44A, 651.

3. Surface enhanced Raman spectroscopy. R. L. Birke, Tianhong Lu, J. R. Lombardi, in " Techniques for characterization of electrodes and electrochemical processes " R. Varma, J. R. Selman (eds.), John Wiley & Sons. Inc., 1990, 211.

4. Surface Enhanced Resonance Raman scattering spectroscopy of bacterial photosynthetic membranes: orientation of the cartenoids of rhodobacter sphaeroides 2.4.1. Picorel, Tianhong Lu, R. E. Holt, T. M. Cotton, M.Seibert, Biochem., 1990, 29, 707.

5. Inhibition of corrsion by hexadecyl trimethyl ammonium bromide Langmuir-Blodgett monolayers on carbon steel. Du Guo, Wei Xing, Yibin Shan, Tianhong Lu, Shiquan Xi, Thin Solid Films, 1994, 243, 540.

6. Mechanism of iron inhibition by stearic acid Langmuir-Blodgett monolayers. Wei Ying, Yibin Shan, Du Guo, Tianhong Lu, Shiquan Xi, Corrosion, 1995, 51, 45.

7. The direct electrochemistry of cytochrome c at the nanometer sized rare earth element oxide particle-modified gold electrodes. Xiangang Qu, Xiangting Dong, Ziyong Cheng, Tianhong Lu, Shaojun Dong, J. Molecular Catalysis A: Chem., 1996, 106, 1.

8. The effect of oxygen on the electrochemical behavior of myoglobin. Chou Ju, Zhou Haihong, Lu Tianhong, Wu Yue, T. M. Cotton, Bioelectrochem. Bioenerg., 1996, 41, 217.

9. Irreversible capacity loss of graphite electrode in lithium-ion batteries. Yuqing Chang, Hong Li, Lie Wu, Tianhong Lu, J. Power Sources, 1997, 68, 187.

10. Preparation of Highly Dispersed Gold Microparticles and its Electrocatalytic Activity for the Oxidation of Formaldehyde. H.Yang, T.H.Lu, K.H.Xue, S.P.Cheng and S.G.Sun, J.Applied Electrochem.,1997，27(4),428.

11. Direct Deposition and Characterization of Langmuir-Blodgett Monolayers of Soluble Polyimides. Ying Zhu, Wei Xing, Yuesheng Li, Mengxian Ding, Gongquan Sun, Du Guo, Tianhong Lu, Thin Solid Films, 1997, 303, 282.

12. Synchronous Fluorescence Spectra of hemoglobin: a study of aggregation states in aqueous solutioins. Xiujuan Yang, Ju Chou, Gongquan Sun, Hui Yang, Tianhong Lu, Microchem. J., 1998, 60, 210-216.

13. Electrocatalytic mechanism for formaldehyde oxidation on the highly dispersed gold microparticles and the surface characteristics of the electrode. Hui Yang, Tianhong Lu, Kuanhong Xue, Shigang Sun, Guoqiang Lu, Shenpei Chen, J. Mol. Cat. A: Chem. 1999, 144, 315-21.

14. J.Zheng, S.Ye, T.Lu, G.Chumanov, T.M.Cotton; Circular Dichroism and Resonance Raman Comparative Studies of Wild Type Cytochrome c and F82H Mutant. Biopolymers, 2000, 57(2), 77.

15. Zheng Jun-wei,Gu Ren-ao,Lu Tian-hong,George Chumanov,Therese M.Cotton;Serrs and Electrochemical Study of Yeast Iso-1-Cytochrome c Mutant F82H. Electrochemistry, 2001, 7(1), 37.

16. Comparison of the surface properties of the assembled silver nanoparticle electrode and roughened silver electrode. Junwei Zheng, Xiaowei Li, Renao Gu, Tianhong Lu, J. Phys. Chem., 2002, 106, 1019-1023.

17. Electrochemcal H2S sensor with H2SO4 pre-treated Nafion membrane aas solid polymer electrolyte. Chunbo Yu, Yujiang Wang, Kaifeng Hua, Wei Xing, Tianhong Lu, Sensor & Actuators B, 2002, 86, 259-265.

18. Promoter effect of La3＋ on the electrochemical reaction of microperoxidase-11. Huijun Jiang, Xiaohua Huang, Xiaofeng Wang, Xi Li, Wei Xing, Xiaolan Ding, Tianhong Lu, J. Electroanal. Chem., 2003, 545, 83-88.

19. Direct electrochemistry and bioelectrocatalysis of horseradish peroxidase immobilized on active carbon. Dongmei Sun, Chenxin Cai, Xuguang Li Wei Xing, Tianhong Lu,J. Electroanal. Chem., 2004, 566, 415-421.

20. Methanol Oxidation on Carbon-supported Pt-Os bimetallic nanoparticle electrocatalysts. Huang Junjie, Yang Hui, Huang Qinghong, Tang Yawen, Lu Tianhong, Akins, D. L., J. Electrochem.Soc., 2004, 151, A1810-1815.

榮譽獎勵：

1．美國紐約市立大學優秀博士生。

2．曾任科技部“十五”“863”計劃能源領域專家。

3．國家自然科學基金會評審專家。

4．全國電化學專業委員會副主任委員、主任委員。

5．全國氫能發電裝置委員會委員。

6．“應用化學”雜志副主編。

7．J. of New Mater for Electrochem. Sys.” 雜志編委。

8．“電化學”等雜志編委。

9．1981年和2002年因研制成定電位電解法氣體傳感器而兩次獲吉林省科技廳科技進步二等獎,研制成了各種污染氣體定電位電解法傳感器，并轉讓到工廠生產，部分產品出口國外。

10．2005年因研發直接甲醇燃料電池而獲吉林省科技廳科技進步二等獎。