何震 - 中南大学 - 化学化工学院

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研究领域

[1] 电/光电催化氧析出/氧还原反应电极材料 [2] 电沉积金属氧化物外延膜/超晶格 [3] 锂离子电池/超级电容器电极材料 [4] 钒电池关键材料（电极、电解液、隔膜） [5] 电/光电化学CO2还原 [6] 电化学还原金属氧化物外延膜/超晶格制备高品质金属及合金外延膜/超晶格

电化学、无机功能材料化学我们的研究主要在电化学和材料科学的交叉领域开展。采用电化学沉积(electrodeposition)的方法合成一系列有序生长的纳米结构材料，例如在单晶金属或半导体基体上电沉积的Fe3O4、Co3O4、ZnFe2O4、CoxFe3-xO4、ZnO、VO2、Cu2O、CuO等金属氧化物的外延膜(epitaxial films)、超晶格(superlattices)、及纳米阵列(nanoarrays)等。我们着重研究这些材料的电阻突变效应(resistance switching)在电阻式随机存储器件(resistive random access memory, RRAM)上的应用、对析氢/析氧反应的催化效应在光解水领域的应用、以及材料的纳米结构化和晶格生长取向优化在锂离子电池电极材料上的应用。在全钒液流电池领域，我们研究了多种氨基酸添加剂对电解液热稳定性和电化学活性的影响，并且通过对传统石墨毡/碳纸电极表面进行氨化掺氮和气相沉积碳纳米纤维的方法来提高石墨毡/碳纸电极对钒离子氧化还原电对的电化学活性，从而提高全钒液流电池的能量效率、循环稳定性等性能。此外，我们还对致力于研究通过电化学还原的方法在低温条件下直接还原金属氧化物制备金属材料。目前，我们在国际上率先证明了在室温条件下可以直接将金属氧化物外延膜通过电化学还原法转变为高品质金属外延膜，并且展示了某些合金材料薄膜也可以通过此类方法制备。这是一种环境友好的方法，可以减少传统金属冶炼过程中碳/硫氧化物的排放量，并且为一些工业上较难制备的金属材料的合成提供了新思路。

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Z. He, R. V. Gudavarthy, J. A. Koza, & J. A. Switzer*, “Room-Temperature Electrochemical Reduction of Epitaxial Magnetite Films to Epitaxial Iron Films,” J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12358-12361. Z. He, J. A. Koza, G. Mu, A. S. Miller, E. W. Bohannan, & J. A. Switzer*, “Electrodeposition of CoxFe3-xO4 Epitaxial Films and Superlattices,” Chem. Mater. 2013, 25, 223-232. J. A. Kozaǂ, Z. Heǂ (ǂ并列第一作者), A. S. Miller, & J. A. Switzer*, “Electrodeposition of Crystalline Co3O4 ─ A Catalyst for the Oxygen Evolution Reaction,” Chem. Mater. 2012, 24, 3567-3573. Y. Lei, S. Liu, C. Gao, X. Liang, Z. He, Y. Deng, Z. He*, “Effect of Amino Acid Additives on the Positive Electrolyte of Vanadium Redox Flow Batteries,” J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A722-A727. Z. He, J. Liu, H. Han, Y. Chen, Z. Zhou, S. Zheng, W. Lu, S. Liu*, Z. He*, “Effects of Organic Additives Containing –NH2 and -SO3H on Electrochemical Properties of Vanadium Redox Flow Battery,” Electrochim. Acta 2013, 106, 556-562. Z. He, L. Liu, C. Gao, Z. Zhou, X. Liang, Y. Lei, Z. He*, S. Liu*, “Carbon Nanofibers Grown on the Surface of Graphite Felt by Chemical Vapour Deposition for Vanadium Redox Flow Batteries,” RSC Adv. 2013, 3, 19774-19777. J. A. Switzer*, R. V. Gudavarthy, E. A. Kulp, G. Mu, Z. He, & A. J. Wessel, “Resistance Switching in Electrodeposited Magnetite Superlattices,” J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1258-1260. J. A. Koza, Z. He, A. S. Miller, & J. A. Switzer*, “Resistance Switching in Electrodeposited VO2 Thin Films,” Chem. Mater. 2011, 23, 4105-4108. R. V. Gudavarthy, A. S. Miller, E. W. Bohannan, E. A. Kulp, Z. He, & J. A. Switzer*, “Resistance Switching in Electrodeposited polycrystalline Fe3O4 Films,” Electrochim. Acta 2011, 56, 10550-10556. M. R. McPhail, J. A. Sells, Z. He, & C. C. Chusuei*, “Charging Nanowalls: Adjusting the Carbon Nanotube Isoelectric Point via Surface Functionalization,” J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14102-14109.