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SnO2纳米花阵列/石墨烯复合材料的制备及其锂电性能研究

中国化学会第九届全国无机化学学术会议

作者：钱雪峰宰建陶何青泉徐淼黄守双上海交通大学化学化工学院＆金属基复合材料国家重点实验室

异质结是指两种不同的半导体相接触所形成的具有非线性阻抗特性（整流特性）的界面区域,通常将具有异质结结构和特性的复合材料称为异质结复合材料。当两种半导体相接触时,由于费米能级不同,载流子（电子和空穴）会在界面区域内迁移,最... 详细信息

异质结是指两种不同的半导体相接触所形成的具有非线性阻抗特性（整流特性）的界面区域,通常将具有异质结结构和特性的复合材料称为异质结复合材料。当两种半导体相接触时,由于费米能级不同,载流子（电子和空穴）会在界面区域内迁移,最终在界面处产生了正负电荷区和由正电荷区指向负电荷区的自建场,进而导致了异质结的整流特性。异质结不仅可以构建新的能带结构,其自建场还能促使光生电子和空穴对在界面处的注入或者转移、提高载流子的分离效率、延长载流子的寿命,进而提高催化性能。这一作用在光催化材料的开发中尤其明显。我们通过构建n-n型Bi2S3-Bi2O2CO31、Zn WO4-Cd S2和p-n型Ag2O-Bi2O2CO33异质结提高催化剂的光降解和光解水制氢能力。这些异质结催化活性的提高源于其整流特性。将I3-离子催化还原为I-离子是染料敏化太阳能电池（DSSCs）对电极材料的主要作用,是限制其转化效率提高的关键之一。我们认为异质结的整流特性对于这一反应同样有效。我们设计合成了能带匹配的Ag纳米颗粒和Ag8Sn S6肖特基结4。由于整流特性,该类材料表现出较优的电化学性能,电池效率约为7.36%。进一步优化合成的Cu2Zn Ge S4-Pt Co5异质结用于DSSCs时具有优异的催化活性和长期稳定性,效率约为7.26%。这主要是因为异质结界面处载流子的定向流动使电子和空穴分别在界面两侧的半导体上富集,有利于氧化还原反应的进行。

关键词：异质结复合材料整流特性光催化染料敏化太阳能电池

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SnO2纳米花阵列/石墨烯复合材料的制备及其锂电性能研究

“无机与分析化学实验”模块化教学建设与思考

第30届全国化学与物理电源学术年会

作者：韩倩琰宰建陶肖映林李波钱雪峰上海交通大学化学化工学院

通过水热法制备了SnO纳米花阵列/石墨烯复合材料,其中SnO以纳米花状形貌整齐排列在石墨烯表面和层间。复合材料具有较高的储锂容量,优异的循环稳定性和倍率性能。在200 mA g电流密度下,100次充放电后可逆容量保持在1107 mAh g,是初始容... 详细信息

通过水热法制备了SnO纳米花阵列/石墨烯复合材料,其中SnO以纳米花状形貌整齐排列在石墨烯表面和层间。复合材料具有较高的储锂容量,优异的循环稳定性和倍率性能。在200 mA g电流密度下,100次充放电后可逆容量保持在1107 mAh g,是初始容量的96.2%。复合材料突出的锂电性能的原因可能归因于复合材料特定的阵列结构以及SnO和石墨烯材料的协同效应,提供良好的电子传输通道。

关键词： SnO2 阵列石墨烯锂离子电池

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现代教育科学 2019年第12期 59-65页

作者：马荔张卫张利宰建陶陈虹锦上海交通大学

在过去的3年中,上海交通大学"无机与分析化学实验"课程实行了模块化教学。本文从运用建构主义思想指导课程建设、运用组织行为学原理管理课堂等方面探讨了这一实践的原则和效果。模块化教学的目的是确保实验教学质量,并引导学生学习有... 详细信息

在过去的3年中,上海交通大学"无机与分析化学实验"课程实行了模块化教学。本文从运用建构主义思想指导课程建设、运用组织行为学原理管理课堂等方面探讨了这一实践的原则和效果。模块化教学的目的是确保实验教学质量,并引导学生学习有深度、思考有广度;提出阅读是构建知识的重要环节,利用课前预习索引和思考题,引导学生主动思考;采用问卷调查的方法,让学生参与课程建设,并及时反馈教学效果;设置多种讨论环节,让学生在思想碰撞中实现深度学习。

关键词：无机与分析化学实验模块化教学教学模式教材建设

Artificial cathode solid electrolyte interphase to endow highly stable lithium storage of FeF_(2) nanocrystals

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Science China Materials 2022年第3期65卷 629-636页

作者： Ming Chen Liang Zhao Xiaomin Li Xuejiao Liu Jiantao Zai Rongrong Qi Xuefeng Qian Shanghai Electrochemical Energy&Research Centre State Key Laboratory of Metal Matrix Composites Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China

Iron difluoride(FeF_(2))is considered a highcapacity cathode material for lithium-ion ***,its specific capacity and stability are limited by the poor electrochemical kinetics of conversion ***,the conversion reaction is confined in a localized nanosized space by encapsulating FeF_(2) nanoparticles in polymer *** FeF_(2) nanocrystal-coated polyvinylidene fluoride-based layer(defined as Fe F_(2) @100%G-40%P)was synthesized by glucoseassisted in-situ gelatinization to construct an artificial cathode solid electrolyte interphase via a solvothermal *** to the improved kinetics of the localized conversion reaction,the obtained FeF_(2) @100%G-40%P electrodes show good cyclic stability(313mAhg^(-1) after 150 cycles at 100 mAg^(-1) ,corresponding to a retention of 80%)and a high rate performance(186.6 mAhg^(-1) at 500 mAg^(-1)).

关键词： FeF_(2)nanocrystals artificial PVDF-based CEI layer cyclic stability lithium-ion batteries

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草酸亚铁制备及组分测定综合实验之更新探索

大学化学 2019年第5期34卷 42-45页

作者：张利张卫韩莉宰建陶陈虹锦马荔上海交通大学化学与化工学院

在实验教学中,增加综合性实验内容,开设研究性、探索性和创新性综合实验是化学专业人才培养的重要组成部分。改革更新"草酸亚铁制备及组成测定"的实验方法,并以此创新综合实验为例,引导学生综合运用所学理论知识设计并优选实验方案。通... 详细信息

在实验教学中,增加综合性实验内容,开设研究性、探索性和创新性综合实验是化学专业人才培养的重要组成部分。改革更新"草酸亚铁制备及组成测定"的实验方法,并以此创新综合实验为例,引导学生综合运用所学理论知识设计并优选实验方案。通过综合实验的训练,加深学生对实验及科研方法的理解,提高其实验技能及合作交流的能力。

关键词：综合实验实验方法改进草酸亚铁制备和组分测定

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以“学”为中心的问题式实验教学改革

大学化学 2024年第4期39卷 40-47页

作者：宰建陶陈虹锦魏霄张利马荔钱雪峰上海交通大学化学化工学院上海200240

基础化学实验不仅可以验证化学理论和训练实验技能,更应注重学生分析问题、解决问题能力的提升。针对基础学科拔尖学生的培养,我们本着因材施教的理念,开展了基础化学实验课程的教学内容、知识体系、教学方法的改革和实践。通过构建以... 详细信息

基础化学实验不仅可以验证化学理论和训练实验技能,更应注重学生分析问题、解决问题能力的提升。针对基础学科拔尖学生的培养,我们本着因材施教的理念,开展了基础化学实验课程的教学内容、知识体系、教学方法的改革和实践。通过构建以“学”为中心、问题为导向的教学模式,系统提升实验教学在人才培养中的效果和作用。

关键词：探究式课题研究创新能力培养基础化学实验

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层层自组装MoS_2多晶片增强锂硫电池性能（英文）

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储能科学与技术 2019年第3期8卷 523-531页

作者：姚琳周玲李世雄李晓敏何凯何青泉宰建陶任奇志钱雪峰上海交通大学化学化工学院上海200240 上海大学环境与工程学院上海200444

提高硫的电化学活性和抑制多硫离子的溶解是提高锂硫电池性能的关键问题。层状二维金属硫化物的边缘位点相对于平面位点具有更强的吸附多硫离子的能力。然而利用液相法控制合成具有丰富边缘位点的层状二维过渡金属硫化物材料仍是一个挑... 详细信息

提高硫的电化学活性和抑制多硫离子的溶解是提高锂硫电池性能的关键问题。层状二维金属硫化物的边缘位点相对于平面位点具有更强的吸附多硫离子的能力。然而利用液相法控制合成具有丰富边缘位点的层状二维过渡金属硫化物材料仍是一个挑战。本文以碳布作为导电基体,设计生长了由小尺寸单层S-Mo-S单元通过层层自组装而成的MoS_2多晶纳米片(V-MoS_2/CC)。探究了该复合材料作为活性物质S载体时对锂硫电池倍率性能和循环稳定性的影响。垂直生长的MoS_2纳米片暴露较多的S-Mo-S层边缘活性位点,不仅可以使得随后负载的硫单质的尺寸保持在纳米级(5~10 nm),而且对多硫化锂的催化转化及抑制溶解具有一定程度的促进作用。同时,基底材料碳布的存在使得电极材料无需添加导电剂和黏结剂且提高了整体导电性。使用V-MoS_2/CC@S复合材料组装而成的半电池,在1 C和2 C下循环400和800圈后比容量维持在857 mA?h/g和579 mA?h/g。

关键词：锂硫电池边缘位点催化转化自支撑

以服务国家重大战略需求为导向的基础学科专业建设探索和实践——上海交通大学化学(强基计划)专业建设初试

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大学化学 2021年第11期36卷 1-6页

作者：魏霄王开学宰建陶王冲颜徐州梁晶钱雪峰上海交通大学化学化工学院上海200240

强基计划是基础学科招生改革试点的重要举措。化学专业立足于基础学科拔尖创新人才的选拔和培养,服务国家重大战略需求,发展以化学基础为主、理工交叉的培养模式。全面介绍上海交通大学首届化学(强基计划)专业在育人目标、培养特色和教... 详细信息

强基计划是基础学科招生改革试点的重要举措。化学专业立足于基础学科拔尖创新人才的选拔和培养,服务国家重大战略需求,发展以化学基础为主、理工交叉的培养模式。全面介绍上海交通大学首届化学(强基计划)专业在育人目标、培养特色和教学体系建设等方面的思考、研究和举措,为强基计划进一步实施提供理论和实践依据。

关键词：强基计划化学专业培养模式拔尖创新人才培养

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生活垃圾焚烧飞灰矿物学特性及重金属分布

环境科学 2018年第10期39卷 4834-4840页

作者：李建陶曾鸣中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

生活垃圾焚烧飞灰的矿物学特性是飞灰中重金属赋存环境的直观反映,与重金属在处置环境中的释放和迁移行为密切相关.为掌握重金属在生活垃圾焚烧飞灰中的分布规律,结合X射线衍射、扫描电镜等常规矿物学研究工具及矿物解离分析系统对飞灰... 详细信息

生活垃圾焚烧飞灰的矿物学特性是飞灰中重金属赋存环境的直观反映,与重金属在处置环境中的释放和迁移行为密切相关.为掌握重金属在生活垃圾焚烧飞灰中的分布规律,结合X射线衍射、扫描电镜等常规矿物学研究工具及矿物解离分析系统对飞灰的矿物学宏观属性和微观属性进行全面测试.结果表明,飞灰是由矿物相和非矿物相组成,两者之间紧密连生,主要矿物相包括氯盐和方解石、氢氧钙石等多种含钙矿物.重金属元素在飞灰中主要以3种形式存在:均匀分布在无定形的非矿物组分中,以同晶置换赋存在方解石等矿物中以及吸附在特殊矿物如石英、赤铁矿等表面.难挥发性重金属Cu和Cr绝大部分分布在非矿物相中;半挥发性重金属Zn和Cd各有43.92%和60.61%的含量分布在矿物相中,其中,方解石对Cd、赤铁矿对Cr及硅酸盐对Zn存在较强的富集作用.

关键词：生活垃圾焚烧飞灰矿物重金属矿物解离分析分布