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海胆针状金纳米颗粒用于电催化二氧化碳还原

高等学校化学学报 2021年第9期42卷 2824-2831页

作者：张想谢旭岚熊力堃彭扬苏州大学能源与材料创新研究院能源学院江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室苏州215006

采用不加表面活性剂的种子介导生长策略合成了具有针状结构的金纳米颗粒,其针尖处的尖端电场效应能有效富集电解质阳离子并提高二氧化碳局部浓度,从而提高催化剂的电流密度和一氧化碳选择性,在−0.6 V(***)时的法拉第效率可以达到96%.电... 详细信息

采用不加表面活性剂的种子介导生长策略合成了具有针状结构的金纳米颗粒,其针尖处的尖端电场效应能有效富集电解质阳离子并提高二氧化碳局部浓度,从而提高催化剂的电流密度和一氧化碳选择性,在−0.6 V(***)时的法拉第效率可以达到96%.电化学性能测试结果表明,其高选择性不仅来源于丰富的表面缺陷,更主要源于其独特的针状结构所带来的尖端电场效应.

关键词：电催化二氧化碳还原种子介导反应动力学尖端电场效应

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材料的非简谐性描述符

物理学报 2024年第5期73卷 289-296页

作者：李环娅周柯尹万健苏州大学能源学院能源与材料创新研究院江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室苏州215006

非简谐效应是诸如软模相变、负热膨胀、多铁性和超低热导率等材料性质的根源.已有的关于量化材料非简谐性的方法没有给出清晰准确的非简谐性描述符,并且计算流程复杂,需要极其耗时的分子动力学模拟.故亟需提出一个可以快速计算的非简谐... 详细信息

非简谐效应是诸如软模相变、负热膨胀、多铁性和超低热导率等材料性质的根源.已有的关于量化材料非简谐性的方法没有给出清晰准确的非简谐性描述符,并且计算流程复杂,需要极其耗时的分子动力学模拟.故亟需提出一个可以快速计算的非简谐性描述符,用来理解、评估、设计和筛选具有强非简谐性的功能材料.本研究将晶格非谐性分解为单声子非谐性σ_((q,j))^(A),并提出温度依赖的晶格非谐性的定量描述符A_(ph)(T).该描述符既可以定量描述从Si,GaAs,CdTe,NaCl到CsPbI_(3)的晶格非谐性的变化趋势,又可以成功预测非简谐效应驱动的体积模量和晶格热导率性质的变化.本工作提出的非简谐性描述符能够快速量化材料非简谐性,并且可直观地展现材料非简谐效应的声子模态分布.本方法计算简单、高效且有效,可为基于非简谐性筛选与设计材料打下基础.

关键词：非简谐效应声子非简谐晶格热导率第一性原理计算

铁钌磷化物纳米材料的制备及其电催化析氢性能

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科学通报 2019年第32期64卷 3385-3390页

作者：崔玉琛杨齐凤张旭冯莱苏州大学能源与材料创新研究院苏州215006 江苏省先进碳材料与可穿戴技术重点实验室苏州215006

过渡金属磷化物是一种优良的析氢反应(HER)催化剂,因其成本低、制备方法简单受到了广泛的关注.本研究采用两步法制备了一系列铁钌磷化物(FeRu-P)纳米材料,并通过线性扫描伏安法(LSV)评估催化剂在酸性体系中的HER催化性能.结果表明,当Fe... 详细信息

过渡金属磷化物是一种优良的析氢反应(HER)催化剂,因其成本低、制备方法简单受到了广泛的关注.本研究采用两步法制备了一系列铁钌磷化物(FeRu-P)纳米材料,并通过线性扫描伏安法(LSV)评估催化剂在酸性体系中的HER催化性能.结果表明,当Fe/Ru比为3:7时催化剂具有最优和稳定的析氢催化性能,取得10 mA/cm^2电流密度的过电位(η10)仅为31 mV,Tafel斜率为37.98 mV/dec,与商业化的Pt/C非常接近.对其形貌、结构和组分的表征结果显示,该催化剂优良的催化性能可归因于其二维纳米片形貌,Fe-Ru的协同作用以及相对较高含量的催化活性组分.

关键词：过渡金属磷化物电催化剂析氢反应过电位 Tafel斜率

基于空间光调制器的焦点扫描光学非线性测量方法

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激光与光电子学进展 2025年

作者：赵玉杰史祎然梁轩铭李德顺陈永强方宇吴幸智吴泉英宋瑛林江苏省高校低碳能源高效转化与利用重点实验室苏州科技大学物理科学与技术学院哈尔滨工业大学物理系

本文提出了一种基于液晶空间光调制器的f扫描改进方法。通过对入射光束相位的程序控制实现脉冲光束焦点沿任意方向的连续变化，并以此实现f扫描。针对液晶空间光调制器相位调制深度不连续而引起的次焦点现象，引入了光强修正，并在ZnSe... 详细信息

本文提出了一种基于液晶空间光调制器的f扫描改进方法。通过对入射光束相位的程序控制实现脉冲光束焦点沿任意方向的连续变化，并以此实现f扫描。针对液晶空间光调制器相位调制深度不连续而引起的次焦点现象，引入了光强修正，并在ZnSe材料中进行了实验验证。理论和实验研究表明，该方法相比Z扫描技术，避免了因样品移动产生的不便和光束准直问题。同时，该方法克服了传统f扫描技术对共轴光学系统的精密要求和焦距变化范围小的问题，在简化实验复杂程度的基础上实现了材料三阶光学非线性的有效测量。

关键词：相位调制 f扫描 Z扫描非线性吸收非线性折射

碳包覆的蛋黄壳结构氧化锰锂离子电池负极材料

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科学通报 2019年第32期64卷 3371-3377页

作者：张彬彬李雨竹杨成邓昭苏州大学能源学院能源与材料创新研究院江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室

基于锂离子电池在循环过程中产生的体积效应严重影响整个电池的循环稳定性的问题,本研究设计了一种利用聚吡咯包覆金属有机框架的简单方法,来合成蛋黄壳结构的碳包覆氧化锰材料,并用于锂离子电池的负极材料.所制备的碳包覆氧化锰纳米颗... 详细信息

基于锂离子电池在循环过程中产生的体积效应严重影响整个电池的循环稳定性的问题,本研究设计了一种利用聚吡咯包覆金属有机框架的简单方法,来合成蛋黄壳结构的碳包覆氧化锰材料,并用于锂离子电池的负极材料.所制备的碳包覆氧化锰纳米颗粒在锂离子电池充放电过程中表现出良好的比容量,在0.1,0.5和2Ag^-1的电流密度下分别表现出723,651,374 mAh g^-1的比容量.在具有优异的倍率性能的同时,该材料还具有优异的稳定性.在上述3个电流密度下,该材料循环200圈后容量没有明显的衰减.该纳米结构MnOx的制备方法和电化学理解也可以推广到其他过渡金属氧化物,最终实现高性能的锂离子电池.

关键词：锂离子电池过渡金属氧化物负极材料氧化锰蛋黄壳纳米结构

MOF衍生N-CoFe-C@NF多级结构用于可充放锌-空气电池

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科学通报 2019年第32期64卷 3378-3384页

作者：施可飞杨皓景连跃彬彭扬苏州大学能源学院能源与材料创新研究院苏州215006 江苏省先进碳材料与可穿戴技术省重点实验室苏州215006

锌-空气电池作为一种兼具成本低、容量高、环境友好等优点的高效储能器件,具有1084 Wh/kg的理论能量密度,甚至高于传统锂离子电池.锌-空气电池主要受限于其空气电极材料氧还原(ORR)和析氧反应(OER)缓慢的动力学,因此大量的研究都集中在... 详细信息

锌-空气电池作为一种兼具成本低、容量高、环境友好等优点的高效储能器件,具有1084 Wh/kg的理论能量密度,甚至高于传统锂离子电池.锌-空气电池主要受限于其空气电极材料氧还原(ORR)和析氧反应(OER)缓慢的动力学,因此大量的研究都集中在如何优化其催化活性上.目前应用最广泛的ORR和OER的催化剂分别是Pt/C和RuO2,但是其高昂的价格和稀缺性使其应用受限.金属有机框架(MOF)是金属阳离子或阳离子团簇与有机配体配位形成的配位聚合物,具有高比表面积与结构可调控性等优势,经高温煅烧后可以获得结构各异且异原子掺杂(例如氮掺杂)的碳化物材料,展现了优良的ORR和OER催化活性,成为电催化领域的研究热点.类普鲁士蓝是一种典型的MOF材料,具有成分易调控、合成方法简单等优点.本研究通过氢氧化钴纳米棒的原位转化制备负载在泡沫镍上的钴铁双金属类普鲁士蓝,并以此为前驱体制备了氮掺杂钴铁双金属碳化物催化剂;使用扫描电子显微镜(SEM)、X光衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)等手段对样品进行表征;使用旋转圆盘电极、线扫描等测试材料研究其对ORR和OER催化性能的影响.结果表明,所制备的氮掺杂钴铁双金属碳化物催化剂具备较好的ORR和OER活性.在0.1 mol/L KOH溶液中,ORR半波电位为0.81 V;1.0 mol/L KOH中,OER电流密度达到10 mA/cm^2时,过电位为300 mV.该材料作为空气电极催化剂组装锌-空气电池,开路电压为1.29 V,且具备较好的稳定性和循环性.

关键词：类普鲁士蓝氮掺杂金属碳化物氧还原反应析氧反应锌-空气电池

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告别充电器:一种可以随身携带的能量源

科学通报 2019年第36期64卷 3771-3772页

作者：田政南邵元龙孙靖宇苏州大学能源学院能源与材料创新研究院江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室

“天地与我同根,万物与我一体”(《碧岩录》).正所谓世间所象,共为一体.人类社会正在朝着万物互联的方向蓬勃发展.例如当今快速崛起的人工智能技术和柔性电子技术正是这一代表,新技术将人与人、人与物、物与物的距离拉近,信息共享,实时... 详细信息

“天地与我同根,万物与我一体”(《碧岩录》).正所谓世间所象,共为一体.人类社会正在朝着万物互联的方向蓬勃发展.例如当今快速崛起的人工智能技术和柔性电子技术正是这一代表,新技术将人与人、人与物、物与物的距离拉近,信息共享,实时传输——世界开始变得越来越是一个整体.而其中,作为物联网技术的核心,便携式和集成式的自供电能源技术是人们关注的焦点.

关键词：人工智能技术信息共享柔性电子能源技术万物互联物联网技术《碧岩录》自供电

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Janus隔膜助力高安全长续航锌电池

科学通报 2020年第34期65卷 3858-3859页

作者：李超孙靖宇苏州大学能源学院能源与材料创新研究院江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室苏州215006

雅努斯(Janus)是古罗马神话中最原始的神灵之一,据说古罗马的一种钱币上,就铸有这位尊神的形象:一手拿着开门的钥匙,一手握着警卫的手杖.传说中他具有两幅面孔,每个面象征着对立的状态,开始和结束,过去和未来.穿过雅努斯之门,意味着状... 详细信息

雅努斯(Janus)是古罗马神话中最原始的神灵之一,据说古罗马的一种钱币上,就铸有这位尊神的形象:一手拿着开门的钥匙,一手握着警卫的手杖.传说中他具有两幅面孔,每个面象征着对立的状态,开始和结束,过去和未来.穿过雅努斯之门,意味着状态的转变.古罗马人在开始一件重要事情的时候都会祈求雅努斯庇护,这样事情就会顺顺利利.而在现代材料科学的发展中,Janus多用来指代具有两相结构和功能的设计,科学家期待Janus设计能顺利地实现预期的目标.

关键词：现代材料科学雅努斯古罗马两相结构助力

α-氧化铁介孔纳米材料的制备及其在锂/钠离子电池中的电化学性能

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无机化学学报 2018年第9期34卷 1670-1676页

作者：李华梅陈宇杰赵晓辉邓昭苏州大学能源学院、能源与材料创新研究院苏州215006 江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室苏州215006

采用硬模板法合成了具有六方排列的平行圆柱形有序孔道介孔α-氧化铁(α-Fe_2O_3),并将其用作锂离子、钠离子电池的负极材料。所制备的介孔α-Fe_2O_3凭借其独特的有序介孔结构,有效缓解电极在充放电过程中的体积效应,提高了电解液浸润... 详细信息

采用硬模板法合成了具有六方排列的平行圆柱形有序孔道介孔α-氧化铁(α-Fe_2O_3),并将其用作锂离子、钠离子电池的负极材料。所制备的介孔α-Fe_2O_3凭借其独特的有序介孔结构,有效缓解电极在充放电过程中的体积效应,提高了电解液浸润性,促进锂/钠离子的转移和传输,从而在锂离子及钠离子电池中均表现出优异的电化学性能。作为锂离子电池负极时,其首圈放电比容量为983.9 mAh·g^(-1)。经过100次循环后,其放电比容量为1 188.0 mAh·g^(-1)。在钠离子电池中,其首圈放电比容量为687.7mAh·g^(-1)。经过50次循环后,仍有316.9 mAh·g^(-1)的放电比容量。

关键词：介孔材料模板合成负极材料锂离子电池钠离子电池