纳米材料合成与表征

新颖纳米材料具备独特的形貌和优异的物性特征，在电子、传感、催化及能量储存与转换领域都有着广泛的应用前景。本课题组致力于探索金属氧化物及碳纳米材料的合成、修饰及组装方法，控制其形貌、结构及几何图样，应用于水处理及能源储存器件研究中。主要合成了多种类型的氧化物/石墨烯复合电极材料；发明了一种普适的可在各种氧化物外层包裹石墨烯的方法；此外，我们还开发了一种二维材料的快速制备方法，实现了包含金属氧化物、碳、金属氧化物/碳、金属/碳复合物大面积二维纳米片的可控制备。

Ref：Energy & Environ. Sci, 2011, 4, 4954-4961.

J. Mater. Chem. A,2018, 6, 2974-2983

电化学储能器件

在以可再生能源为基础的智能微型电网系统中，能源存储技术对于电力的有效利用至关重要，其发展与储能体系的能量密度、循环寿命及应用成本密切相关。其中，可充锂离子电池作为现有先进技术的代表，直接影响着储能设备的性能、便携度及商业可行性。我们针对现有锂离子电池体系发展的技术瓶颈，利用碳材料载流子传输效率高、化学吸附活性强、多孔结构可调谐等优势，制备了一系列碳-电化学活性复合材料，其电容量、充放电速率及循环寿命都得到了极大的提升；此外，在钠离子电池，超级电容器等电化学能量存储方面的研究也取得了突出进展，设计了不同纳米结构的电极材料，相关成果发表在Energy & Environmental Science， Adv.Funct. Mater， J. Mater. Chem. A等杂志上。

 Ref：J. Mater. Chem. A,2017, 5, 1687-1697.

Nanotechnology, 2017 28, 345404.

Nanotechnology,2016, 27, 235402.

臭氧催化氧化

饮用水源水中的微量有机物污染是世界上大部分国家的饮用水处理工艺共同面临的一个巨大挑战,我国更是如此。一方面,我国是一个缺水国家,人均水资源占有量仅为世界人均的1/4。另一方面,我国饮用水源受污染率高达90%以上,主要是持久性有机物、内分泌干扰物以及药物等微量有机污染物,浓度低但危害大。为保障饮用水水质的安全,势必要进行饮用水的深度处理。近年来，臭氧催化氧化技术成为水处理研究领域的热点，其中非均相臭氧催化氧化技术因其氧化能力强、降低臭氧投加量特别是能显著提高有机物矿化率等优点而备受关注。本课题组致力于金属及其氧化物基催化剂的制备，通过形貌调控，结构控制以及基团修饰等途径，提高臭氧的利用率和污水的TOC的去除率。