当前位置: best365网页版登录 > 科学研究 > 科研动态 > 正文

刘刚团队在碳材料的制备与功能化应用领域取得重要进展

【 发布日期:2021-12-29 | 点击:


(通讯员:冯涛)碳材料(如碳纳米管、多孔碳、石墨烯等)由于具有大的比表面积、优异的电导率、及良好的生态相容性等优点,在能量转换和存储等领域有着广阔的应用前景。然而,高效且低成本制备比表面积大、活性位点丰富的碳材料仍是目前所面临的挑战之一。

近日,刘刚教授课题组在碳材料的制备与功能化应用领域取得了重要进展,相关工作发表在SCI期刊Journal of energy storage(3篇,影响因子为6.583)和Advances in Nano Research(影响因子为13.052)上。4篇论文的的第一作者均为课题组研究生(秦灿、冯涛、王顺杰),通讯作者为材料科学与工程学院刘刚教授,best365网页版登录_官网(欢迎您!)为4篇论文的第一贡献单位。

课题组开发了一种将生物质废弃物转化为高效电极材料的方法。该方法将预碳化、水热、化学活化/碳化有效的结合,实现了将生物废弃物转化为具有大比表面积的分级多孔碳,因而非常适合用作超级电容器的电极材料。考察并优化了制备过程参数,研究了不同制备工艺对多孔碳材料的结构及电化学性能的影响。相关成果在Journal of energy storage上发表论文2篇:

(1).Hierarchical porous carbon derived fromGardenia jasminoidesEllis flowers for high performance supercapacitor,Journal of Energy Storage, 2021,33,102061.

(2).Synthesis of biomass-derived N,O-codoped hierarchical porous carbon with large surface area for high-performance supercapacitor,Journal of Energy Storage,2021,44,103286.

此外,团队开发了一种利用层状纳米材料MoS2提高电极材料电化学性能的方法。制备的多孔碳/MoS2复合电极材料,在充放电过程中,随着层状MoS2被进一步剥离,比电容逐渐升高。这种增加碳电极材料电化学性能的方法,可用于PAN衍生碳、PU衍生碳、及石墨烯等多种电极材料。所使用的层状MoS2,通过固相剥离及后续离心分离而制得,与水热法制备的MoS2相比,具有层数和尺寸可控的优点(通过调控离心条件而控制)。论文详细研究了电极材料的电化学性能,并对性能增强的机理作了初步的探讨。该工作对推动超级电容器的实际应用、缓解能源危机问题具有重要的现实意义。相关成果在Journal of energy storage上发表;

(3).Enhanced supercapacitive performance ofPANderived hierarchical porous carbon via hybridizing with MoS2nanosheets.Journal of Energy Storage, 2021, 40, 102695.

对于碳纳米材料,如碳纳米管、石墨烯而言,其分散状态的好坏极大的影响最终产品的性能。因此,碳纳米材料的分散是该领域极为重要的研究课题。基于课题组前期的工作,刘刚教授指导课题组研究生撰写的综述发表在Advances in Nano Research上(影响因子为13.052)。论文详细归纳了碳纳米管的分散方法(如共价修饰和非共价修饰)以及利用碳纳米管分散体通过溶液加工策略制备碳纳米管/聚合物复合材料的研究进展,同时讨论影响碳纳米管/聚合物复合材料性能的因素,并对未来的发展进行展望。相关成果在Advances in Nano Research上发表。

(4).Research on the dispersion of carbon nanotubes and their applicationin solution-processed polymeric matrix composites: A review,Advances in Nano Research,2021, 10, 545.

课题组自2017年组建以来,以武汉工程大学为第一单位发表SCI论文十余篇,包括Advances in Nano Research(IF: 13.052);2D Materials(IF: 7.103);Journal of energy storage(3篇,IF: 6.583);ACS Applied Nano Materials(IF: 5.097)等。

在硕士生培养方面,课题组致力于为学生创造一个宽松愉快、互帮互助、团结友爱的学习和科研环境;鼓励学生多思、多看(文献)、多练,循序渐进的提高学生的科研素养及自身能力。在此指导思想下,课题组在研究生培养方面取得了较为突出的成果:已培养5名硕士研究生获得硕士学位并以第一作者发表了高水平best365网页版登录论文,其中3人的毕业论文被评为校优秀硕士毕业论文;1人获国家奖学金,多人获优秀研究生称号。

欢迎广大学子加入本课题组攻读硕士或博士学位。课题组负责人邮箱:lg8312@163.com(审稿人:王涛)