黄招娣，女，中共党员，2023年8月以“青年英才”硕导身份被引进济南大学化学化工学院，研究方向为多组分MOF的空间限域效应在亚纳米高熵合金电催化剂中的应用。以第一/通讯作者在CCSChem.,Nano-MicroLett.,Appl.Catal.BEnvi－ron.,J.,EnergyChem.,Small等期刊发表科研论文15篇，教研论文2篇，单篇最高引用135次；申请发明专利5项，含1项国际发明专利；主持国家青年科学基金、山东省自然科学青年基金、济南大学高层次人才启动经费、技术开发横向课题等4项；以第一位次获第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛国赛银奖、“中国创翼”第六届山东省创业大赛省赛二等奖、青岛市优秀创业团队、山东省优秀成果一等奖、山东省优秀硕士学位论文等荣誉10余项。

于方寸实验台 锚定科研方向

“您最初是如何从众多科研方向中，锁定基于双重限域效应可控制备亚纳米高熵合金用于碱性析氢这个领域的？”谈及这一研究方向的缘起，黄招娣老师的思绪瞬间被拉回到博士阶段后期。彼时的她，已达到博士毕业要求，正处于“手里攥着锤子，满世界找钉子”的创新探索阶段。电解水领域技术迭代迅猛，欲寻一个兼具学术高度与实际应用价值的研究方向，恰似“众里寻他千百度”，并非易事。

一次参加中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛的经历，成为她科研路上的关键转折点。当时她主导低铂含量PEM析氢催化剂项目，与行业企业对接时，敏锐捕捉到一个扎心的行业痛点：我国铂储量不足全球的1%，工厂里用的铂基催化材料几乎全靠进口，英国JM、德国BASF、比利时U－micore、日本TKK、美国E-TEK等国际企业几乎垄断了市场。即便历经多代技术更迭，铂含量从100%降到20%，核心材料“卡脖子”的问题仍未从根本上解决。这次对接让黄老师茅塞顿开。对比PEM电解水技术，碱性电解水制氢凭借工艺简便、无污染、氢气纯度高的优势，既能整合可再生能源解决新能源电力消纳难题，也是目前工业上最成熟的绿色制氢技术，更为非贵金属催化剂的替代留下了可行路径。“志不立，天下无可成之事。”黄老师就此下定决心，将研究方向锚定在非贵金属碱性电解水催化体系之上。

带着“非贵金属替代贵金属”的核心目标，黄老师开始琢磨性能突破的关键路径。她深知，催化活性的核心在于活性位点数量———颗粒尺寸越大，暴露的活性位点越少，将催化剂尺寸缩小到亚纳米级别，活性位点便能充分暴露，催化活性也会大幅提升。可这一思路刚提出，便撞上行业公认的难题：纳米粒子尺寸越小，热力学稳定性越差，不仅易团聚失活，在碱性电解液中还极易被腐蚀，这成为非贵金属催化剂实用化的核心瓶颈。

就在黄老师为这一难题犯愁之际，此前深耕的MOF材料研究带来了灵感。黄老师清晰记得，MOF材料独特的孔道结构能对金属原子起到限域作用。将聚合物接枝到MOF空腔内表面，其活性官能团会与高熵金属产生配位或静电作用。再结合MOF自身的空腔，便能形成双重限域效应，调控高熵金属在MOF空腔内的分布。更关键的是，聚合物能起到“纳米篱笆”的作用，在金属之间搭建隔离屏障，阻止金属在后续煅烧合金化过程中迁移和团聚，从而实现亚纳米结构的制备。这一方案让黄老师眼前一亮：既完美回应了行业对低成本、高性能、长寿命非贵金属催化剂的迫切需求，又兼具学术价值与应用前景。也正是这一发现，让她笃定这个方向值得下苦功夫深耕。氢能是国家重点发展的能源方向，非贵金属催化剂替代是行业突破的关键，双重限域策略又能解决亚纳米催化剂稳定性差的核心问题，这样的研究既有理论深度，又有实际价值。

以坚守为笔 写就科研回响

谈及项目申报的经历，黄老师回忆道：“既要让创新不飘于空中，又要让可行性不局限于既有框架，这两者的反复打磨，是整个申报过程中最耗心力的核心。”项目最初的创新方向只是笼统指向MOF限域策略，表述太过普通，缺乏独特性，很难在一众申报项目中脱颖而出。为此，黄老师团队回溯硕博期间积累的MOF空腔限域研究数据，发现传统单限域体系在亚纳米尺寸控制与稳定性上的短板，而聚合物的引入恰好能构建空腔限域与界面接枝限域的双重协同效应———这不仅是技术层面的补充，更是对限域催化机制的拓展。那段时间，团队埋首文献海洋，反复查阅近五年领域前沿成果，既确保创新点的唯一性，又紧扣行业痛点，光创新点表述就前后修改十余版才最终敲定。

申报过程中，实验环节也并非一帆风顺。好几次，实验数据和预期相差甚远，甚至有学生开始怀疑：“这个方向是否可行？”但黄老师始终坚定科研从无坦途，那些看似走不通的弯路，实则是走向成功的必经之路。“支撑我坚持下去的，是对国家氢能领域需求的清醒认知，更是对自己研究方向的坚定初心。”

项目推进中，学生因长期实验无果产生的挫败感，也是黄老师作为导师需直面的挑战。刚入职济南大学的她，正处于从学生到导师的身份过渡期，这份经历让她格外能共情团队的失落。年龄的相近也成了沟通的优势，她能敏锐捕捉团队的情绪波动。每当挫败感蔓延，黄老师从不会急于催促进度，而是先为团队松绑：她分享自己求学时反复碰壁的经历，让大家明白挫败是科研的常态；将宏大的研究目标拆解为可量化的小任务，用每一次小突破的即时反馈，让团队切实感受进步；给予学生充分的信任，让他们主导部分实验设计、大胆提出想法，激活团队的内驱力。“科研就像挖井，很多时候离水源就差最后一步，放弃太可惜。”在她看来，团队唯有彼此支撑、彼此赋能，在挫败中调整心态，于坚守中寻找突破，方能走得更远。

从最初构想到项目成功立项，黄老师与团队走过两年时光，而对失败经验的深度复盘、对学术根基的坚守，成为立项最关键的铺垫。初入职时，她曾急于将自身MOF研究基础与团队玻璃领域的工作结合，仓促选定MOF玻璃催化材料方向申报，却因对该交叉领域的界面机制、催化位点调控规律缺乏扎实的基础研究，使申报书沦为“空中楼阁”，未能通过评审。

那次失败没让她气馁，反而成了一次关键的学术校准。团队花了近三个月时间系统复盘，终于厘清青年基金的核心逻辑：科研创新绝非追求表面的新颖度，而是要在熟悉领域与创新延伸间找到平衡，脱离自身积累的创新无异于无源之水，脱离团队优势的探索是孤掌难鸣。他们果断调整方向，重新锚定她硕博七年深耕的MOF和聚合物双重限域策略。MOF的刚性骨架实现对高熵合金的第一重空间限域，解决亚纳米尺度的尺寸控制问题；聚合物的柔性网络构建第二重界面限域，优化电子传导效率和催化稳定性。在后续申报中，这份扎实的积淀让团队底气十足，既能清晰阐释双重限域的设计逻辑、亚纳米尺寸的调控方法，也能预判并解决MOF与聚合物界面相容性等潜在问题。

项目成功立项的那一刻，黄招娣老师心里满是感慨：学术研究的“坚持”从来不是盲目死磕，而是在试错中认清方向，在沉淀中厚积薄发。第一年的失败，让他们摸清了基金申报的核心逻辑；而坚守硕博期间积累的MOF催化研究领域，再用团队协作弥补自身短板，才为此次立项筑牢了根基。

携科研微光 奔赴下一段山海

基础研究的最终价值，在于为产业应用提供理论与技术支撑。谈及MOF衍生电催化剂的工业化应用，黄老师直言仍有诸多技术难题亟待攻克：首先是规模化制备的均匀性与稳定性控制，需要开发低成本、可放大的制备技术；其次是极端环境下的性能稳定性验证，碱性电解液的腐蚀环境与工业制氢的连续运行条件，对催化剂的寿命提出了更高要求；此外，活性位点的精准调控与功能化设计，也需要结合工业设备的特性进行优化。

针对这些难题，黄招娣老师团队已做好了清晰的布局：一方面，她和团队打算探索等离子喷涂技术在制备雷尼镍基高熵合金催化剂中的应用，提升金属前体的利用率，把制备成本降下来；另一方面，团队会通过原位透射电镜和拉曼光谱这些原位表征技术，实时监测催化剂在反应中的结构演变，再结合理论计算揭示失活机制，进而设计出有自修复能力的智能催化剂；同时，他们正试着把机器学习和高通量实验结合起来，筛选最优的元素组合和MOF结构，实现高熵合金催化性能的逆向设计。

前路虽有挑战，但黄招娣老师的眼里满是坚定。她始终坚信，团队的研究终能走出实验室，成为推动氢能产业发展的实际力量，为我国非贵金属MOF限域高熵合金催化剂的工业应用贡献一份力量。国家青年科学基金项目的获批，不是终点，而是新的起点。黄老师的科研故事，还在一笔一画地书写着，而这故事里的每一笔，都刻着“坚守”与“创新”的印记。