化工学院一课题组在环境净化与清洁能源领域取得系列研究进展
发布时间:2013-10-25

  
  近年来,由于纳米炭管和石墨烯的发现,新型炭材料研究成为科学与工程界十分活跃的研究热点,特别是在环境净化与清洁能源的应用领域得到了广泛的关注。近期,化工学院龙东辉副教授指导研究生孙福根、陈慧超、青年教师王际童等,在氮掺杂炭材料的制备及其能源与环境中的应用取得了系列的进展,研究成果发表在Scientific Reports、Energy Environ. Sci.、Chem. Commun.、J. Phys. Chem. C、J. Mater. Chem. A、ACS Catalysis、ACS Appl Mater Interfaces.等国际知名期刊上。
  该研究团队采用改良的溶胶-凝胶法,原位掺杂氮原子并进行精细裁剪孔隙结构,制备出具有发达开孔结构的富氮中孔炭材料(J. Phys. Chem. C 2013, 117, 8318),并系统研究了氮掺杂对材料的物理化学性能影响( Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5742; Chem. Commun.2013,49, 3763; J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 13283)。由于大量的氮原子掺杂到石墨微晶结构内,改变了中孔炭界面吸附性能,提升了其非金属催化活性,实现了室温直接催化氧化H2S的能力(ACS Catalysis 2013,3, 862)。
  在这些工作基础上,研究团队进一步以富氮中孔炭为母体,提出一种全新的催化途径制备高效锂硫电池电极材料的思路。利用富氮中孔炭的非金属催化H2S特性,使得单质硫均匀地沉积在炭纳米骨架上,并协同利用限域效应和界面吸附作用抑制多硫化物的穿梭,实现了高效锂硫电池电极材料的原位构筑。该工作以富氮中孔炭-自催化氧化硫化氢-脱硫产品的电化学应用为主线,串联环境净化与能量转化两大前沿领域,得到了审稿人的高度评价,并为氮掺杂炭材料在能源和环境中的应用提供了新思路。该研究成果近期以《Bottom-Up Catalytic Approach toward Nitrogen-enriched Mesoporous Carbons/Sulfur Composites for Superior Li-S Cathodes》为题,发表在英国Nature杂志社旗下开源刊物Scientific Reports (http://www.nature.com/srep/2013/121002/srep02823/full/srep02823.html)上。
  龙东辉于2009年3月博士毕业于我校化工学院,导师为凌立成教授,之后在日本九州大学从事博士后研究工作。2011年4月引进回到我校化工学院,在能源和环境等前沿基础研究领域也取得了重要研究进展,以第一或通讯作者发表SCI论文18篇,其中IF





        
     
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