研究方向

• 固废处置与资源化
• 光热催化
• 环境功能材料

致力于通过开发绿色环境新技术变革百年来的线性“化石能源→产品→废品”范式，为人类可持续发展和环境-能源-粮食安全提供新思路。具体围绕前沿光热催化技术的基础研究与工程放大，开发了先进塑料资源化、N₂活化合成氨、CO₂合成甲醇、绿色氢能、尿素合成、NO_x去除的新材料和零/负碳新途径，揭示了光热催化中的独特机理——光致纳米级局域热引发非平衡化学，已成为区别于传统光催化或者热催化机理的标志，并基于局域热非平衡化学的最大化利用思路推动了原创性光热反应器的设计、制备和中试，以及光热催化初创。

欢迎对以上领域感兴趣的本科生进组做科研/艺术/竞赛/初创项目或者毕业设计，欢迎申报硕博研究生和博士后。

个人简历

工作经历：

2024-至今       上海交通大学环境科学与工程学院      长聘教轨副教授，博士生导师

2020-2024      多伦多大学化学院                               艺术与科学博士后

教育背景：

2019-2020      多伦多大学                                         纳米化学与材料化学联培博士

2014-2020      华中师范大学                                     物理化学理学博士

2010-2014      中国地质大学（武汉）                       应用化学工学学士

代表性论著

研究论文（https://scholar.google.com/citations?user=_5Lye9UAAAAJ&hl=en）

1. Y. Shi, H. Li*, X. Liu, X. Zhang, G. Zhan, J. Cheng, J. Wang, C. Mao*, L. Zhang*. Green energy-driven ammonia production for sustainable development goals. Chem, 2024, 10, 2636-2650.

2. C. Mao, J. Byun, H. W. MacLeod, C. T. Maravelias, G. A. Ozin*, Green Urea Production for Sustainable Agriculture, Joule, 2024, 8, 1224-1238.

3. F. Guo; C. Mao*, C. Liang, P. Xing, L. Yu, Y. Shi, S. Cao, F. Wang, X. Liu, Z. Ai, L, Zhang*, Triangle Cl-Ag₁-Cl Sites for Superior Photocatalytic Molecular Oxygen Activation and NO Oxidation of BiOCl. Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202314243.

4. C. Mao, J. Wang, Y. Zou, Y. Shi, C. J. Viasus, J. Y. Loh, M. Xia, S. Ji, M. Li, H. Shang, M. Ghoussoub, Y.-F. Xu, J. Ye, Z. Li, N. P. Kherani, L. Zheng*, Y. Liu, L. Zhang*, G. A. Ozin*. Photochemical Acceleration of Ammonia Production by Pt₁-Pt_n-TiN Reduction and N₂ Activation. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 13134–13146.

5. Z. Li#, C. Mao #, Q. Pei, P. N. Duchesne, T. He, M. Xia, J. Wang, L. Wang, R. Song, A. A. Jelle, D. M. Meira, Q. Ge, K. K. Ghuman*, L. He, X. Zhang, G. A. Ozin *. Engineered Disorder in CO₂ Photocatalysis. Nat. Commun., 2022, 13, 7205.

6. Z. Zhang, C. Mao*, D. M. Meira, P. N. Duchesne, A. A. Tountas, Z. Li, C. Qiu, S. Tang, R. Song, X. Ding, J. Sun, J. Yu, J. Y. Howe, W. Tu, L. Wang*, G. A. Ozin*, New black indium oxide—tandem photothermal CO₂-H₂ methanol selective catalyst, Nat. Commun., 2022, 13, 1512.

7. M. Xia, C. Mao*, A. Gu, A. A. Tountas, C. Qiu, T. E. Wood, Y. F. Li, U. Ulmer, Y. Xu, C. J. Viasus, J. Ye, C. Qian*, G. A. Ozin*, Solar Urea: Towards a Sustainable Fertilizer Industry, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202110158.

8. Y. Shi#, J. Li#*, C. Mao#, S. Liu, X. Wang, X. Liu, S. Zhao, X. Liu, Y. Huang, L. Zhang*, Van Der Waals gap-rich BiOCl atomic layers realizing efficient, pure-water CO₂-to-CO photocatalysis, Nat. Commun., 2021, 12, 5923.

9. C. Mao, J. Wang, Y. Zou, G. Qi, J. Y. Y. Loh, T. Zhang, M. Xia, J. Xu, F. Deng, M. Ghoussoub, N. P. Kherani, L. Wang, H. Shang, M. Li, J. Li, X. Liu, Z. Ai, G. A. Ozin*, J. Zhao, L. Zhang*, Hydrogen Spillover to Oxygen Vacancy of TiO_2–xH_y/Fe: Breaking the Scaling Relationship of Ammonia Synthesis, J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 17403-17412.

10. X. Xiong#, C. Mao#, Z. Yang, Q. Zhang, G. I. Waterhouse, L. Gu, T. Zhang, Photocatalytic CO₂ Reduction to CO over Ni Single Atoms Supported on Defect‐Rich Zirconia, Adv. Energy Mater., 2020, 10, 2002928.

11. C. Mao, H. Li, H. Gu, J. Wang, Y. Zou, W. Shen, J. Li, S. Liu, J. Zhao, L. Zhang^*, Beyond the thermal equilibrium limit of ammonia synthesis with dual temperature zone catalyst powered by solar light, Chem, 2019, 5, 2702-2717.

12. C. Mao, J. Wang, Y. Zou, H. Li, J. Zhao, L. Zhang^*, Anion (O, N, C and S) vacancies promoted photocatalytic nitrogen fixation, Green Chem., 2019, 21, 2852-2867. (Invited Review).

13. C. Mao, L. Yu, J. Li, J. Zhao, L. Zhang^*, Energy-confined solar thermal ammonia synthesis with K/Ru/TiO_2-xH_x, Appl. Catal. B Environ., 2018, 224, 612-620.

14. C. Mao, H. Cheng, H. Tian, H. Li, W.-J. Xiao., H. Xu., J. Zhao, L. Zhang^*,Visible light driven selective oxidation of amines to imines with BiOCl: Does oxygen vacancy concentration matter?, Appl. Catal. B Environ., 2018, 228, 87-96.

科技进展评述与知识分享

1． G. A. Ozin, C. Mao. Making ammonia from thin air, Advanced Science News, May 10, 2023

2． G. A. Ozin, C. Mao. “Greening” brown ammonia no longer looks like a pipe dream, Advanced Science News, Mar 10, 2021

3． G. A. Ozin, C. Mao. Playing ball with the Haber–Bosch process, Advanced Science News, Dec 23, 2020

4．研之成理微信公众号→精品专栏→基础知识→催化基础知识→光催化→精品干货：氧空位在光催化中的应用

研究成果与学生培养

研究成果以第一/通讯作者在Nat. Commun.（3）, JACS（2）, Angew. Chem.（2），Chem（2），Joule等期刊发表论文19篇，SCI引用3900余次，H指数26，ESI全球1%高被引论文7篇。获得中国、美国发明专利授权各1项，申请加拿大发明专利6项，参与英文专著编写2部（Elsevier和RSC出版社著作各1部），是多伦多大学塑料光热资源化团队联合创始人。共同指导的多名国内国际学生被上海交通大学、剑桥大学、洛桑联邦理工学院、多伦多大学的硕博研究生项目录取，获得中国国际大学生创新大赛（2024年国际项目研究生创意组）金奖。

荣获奖项

• 2024年，国家海外高层次青年人才引进计划
• 2024年，上海市海外高层次人才引进计划
• 2021-2023年，多伦多大学艺术与科学博士后奖学金
  
• 2020年，中国化学会-化学化工与材料京博优秀博士论文提名奖