闫俊教授:原位锌模板诱发构筑三维多孔抗氧化MXene/RGO复合材料

发布者:胡娅南 杨雪发布时间:2021-03-25浏览次数:195


近日,材化学院闫俊教授课题组成功通过原位锌模板诱发构筑三维多孔抗氧化MXene/RGO复合材料,并对其超电容性能进行了研究。该研究成果已在《Advanced Functional Materials》发表。


MXene作为一种新型的类石墨烯材料,由于其独特的结构和可调控的表面化学特性引起了人们广泛的关注。然而,与其他二维材料类似,由于层间的范德华力较强,相邻MXene片层不可避免地会发生团聚和面对面堆叠,造成了电化学活性位点的严重丧失。MXene在潮湿的空气、水、高温、水热和溶剂热等条件下易被氧化。为了有效改善这些问题,广大科研工作者们提出了一系列有趣的策略,包括在MXene层间引入客体材料作为支撑剂、构建三维宏观体、通过离子扩散诱导凝胶法、包覆碳层、采用模板法构筑多孔结构和杂原子掺杂等。对于MXene材料的改进,目前的主要方法大多需要高温处理MXene或使用高浓度MXene作为前躯体等,容易引起MXene的氧化、团聚与堆叠。


为解决该问题,闫俊教授课题组使用原位金属锌粉作为牺牲模板,在室温条件下通过自组装方法构建了三维多孔抗氧化MXene/RGOPMG)复合材料,该方法实现了室温下通过简单有效的方法制备MXene复合材料,既使得MXene材料的性能得到了提升,又使其电导率长期保持稳定。目前,只有极少数的实验室在从事此项研究。该材料的成功制备为MXene作为电极材料的研究奠定了基础,同时,为MXene材料在储能领域的发展起到了推进的作用。此外,该材料有望在锂/钠离子电池、水净化、电磁屏蔽、生物医疗等领域获得广泛应用。目前,课题组正在积极开展MXene基复合材料的后续研究。


PMG复合材料的合成示意图及反应现象照片


闫俊,哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院教授,博导,研究方向为能源存储材料。入选国家级人才计划,2018-2020年全球高被引学者,黑龙江省普通高等学校青年学术骨干支持计划,哈尔滨工程大学首批青年学术骨干支持计划。获全国百篇优秀博士学位论文提名奖1项、黑龙江省自然科学一等奖2项。近来年在Energy Environ SciAdv MaterAdv Energy MaterACS NanoAdv Funct MaterNano Energy等国际期刊上发表SCI收录论文160余篇,累计SCI他引16000余次,25篇论文入选ESI高被引论文,11篇论文入选ESI热点论文,获授权发明专利7项,承担科研项目10余项。


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