近日,我院曹澥宏博士(浙江省级专家、钱江学者特聘教授)在国际Top期刊《Advanced Materials》上发表了题为 “Solution-Processed Two-Dimensional Metal Dichalcogenide-Based Nanomaterials for Energy Storage and Conversion”的学术论文,曹澥宏博士为第一作者,浙江工业大学为第一单位。这项工作是与国际知名纳米材料专家新加坡南洋理工大学张华教授合作完成。《Advanced Materials》是材料学领域的顶级国际期刊之一,专注于报道材料学领域的突破性研究。论文类型包括通讯、综述和特稿,内容涉及物理学、化学、生物学、纳米科学和技术、冶金学、陶瓷和生物材料。影响因子17.493。论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/adma.201504833/abstract。
石墨烯是当今各国重点关注和研究的对象,因其独特的二维纳米结构,石墨烯展现了与其块体材料截然不同的电学、热学、光学及力学等性能。对石墨烯的深入研究也引起了领域同行对其他“类石墨烯”二维纳米材料的关注,例如层状过渡金属二硫属化物纳米片即是一类典型的二维纳米材料,在能源存储与转化领域具有优异的性能和广阔的应用前景。开发高效、低成本、可量产的“类石墨烯”二维纳米材料的合成技术有助于该类材料在各个领域更深入的研究。另一方面,开发基于“类石墨烯”二维纳米材料的多种功能复合材料的制备技术并研究其性能调控手段,可望通过协同互补的方式,进一步提高二维纳米材料的应用价值。本文以过渡金属二硫属化物二维纳米材料为例,从其溶液法合成、复合材料制备及能源存储与转化应用的角度对该类材料在二次电池、超级电容器、柔性储能器件、电催化产氢和太阳能电池等应用进行了全面的综述和评论。
过渡金属二硫属化物二维纳米材料的能源存储与转换应用
曹澥宏博士的研究方向为石墨烯基纳米复合材料、新型二维纳米材料的制备及其能源存储与转化应用。他开发了一种高质量、网络状石墨烯三维宏观体材料的化学气相沉积法合成技术,为石墨烯纳米片易团聚、高质量产品难量产、微观尺度上的优异性能难利用等难题提供了一种解决方案。在此基础上,开发了多种新型三维石墨烯网络功能复合材料的制备技术,为化学气相沉积法制备的石墨烯难功能化修饰的问题提供了解决途径,相关产物在超快速充电、长寿命、轻量化和高容量储能器件及电化学传感器展现了优异的性能和应用前景。相关研究成果在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Nano Lett.、ACS Nano,Energy Environ. Sci.、Adv. Energy Mater.、Small等国际高影响力期刊发表学术论文38篇(第一作者11篇),其中IF>10的论文18篇。相关工作获得了领域同行的多次正面评价,其中,一项关于三维石墨烯/氧化镍高性能超级电容器的研究工作SCI他引370余次,被Small期刊评为该杂志“10年内最受关注的十大论文之一”。SCI他引总和2500余次(H因子24)。授权国际发明专利1项。
目前担任Nat. Commun.、Chem. Soc. Rev.等国际高影响力期刊审稿人,RSC Advance的评审专家组成员(Reviewer Panel Member),浙江省材料研究学会理事。多次在国际会议中做口头报告、展板交流,并担任国际会议分会场主席。2009年获“亚洲博士生创新学术研讨会”会议最佳论文。2011年获得国家优秀留学生奖学金。2015年入选浙江省级专家创新长期类人才。
代表性论文
1. Cao Xiehong et al. Solution-Processed Two-Dimensional Metal Dichalcogenide-Based Nanomaterials for Energy Storage and Conversion. Advanced Materials, 2016: DOI: 10.1002/adma.201504833.
2. Cao Xiehong et al. Reduced Graphene Oxide-Wrapped MoO3 Composites Prepared by Using Metal–Organic Frameworks as Precursor for All-Solid-State Flexible Supercapacitors. Advanced Materials, 2015, 27(32): 4695-4701.
3 .Cao Xiehong et al. Metal Oxide-Coated Three-Dimensional Graphene Prepared by the Use of Metal–Organic Frameworks as Precursors. Angewandte Chemie International Edition, 2014, 53(5): 1404-1409.
4. Cao Xiehong et al. Three-Dimensional Graphene Materials: Preparation, Structures and Application in Supercapacitors. Energy & Environmental Science, 2014, 7(6): 1850-1865.
5. Cao Xiehong et al. Preparation of MoS2-Coated Three-Dimensional Graphene Networks for High-Performance Anode Material in Lithium-Ion Batteries. Small, 2013, 9(20): 3433-3438.
6. Cao Xiehong et al. Three-Dimensional Graphene Network Composites for Detection of Hydrogen Peroxide. Small, 2012, 9(9-10): 1703-1707.
7. Cao Xiehong et al. Preparation of Novel 3D Graphene Networks for Supercapacitor Applications. Small, 2011, 7(22): 3163-3168.
8. Cao Xiehong et al. Graphene Oxide as a Carbon Source for Controlled Growth of Carbon Nanowires. Small, 2011, 7(9): 1199-1202.
9. Cao Xiehong et al. Facile “Scratching” Method with Common Metal Objects To Generate Large-Scale Catalyst Patterns Used for Growth of Single-Walled Carbon Nanotubes. ACS Applied Materials & Interfaces, 2009, 1(9): 1873-1877.