本文整理了麥立強(qiáng)和他的研究團(tuán)隊(duì)的研究進(jìn)展，方便大家閱讀了解。進(jìn)展

1.新型NaTi2(PO4)3納米線簇作為高性能鎂-鈉混合離子電池正極

麥立強(qiáng)教授、匯總安琴友副研究員(共同通訊作者)等首次以一種新型NaTi₂(PO₄)₃納米線團(tuán)簇(NTP-NW/C)作為混合鎂鈉離子電池(MSIBs)正極，走進(jìn)并在Nano Energy上發(fā)表了題為“Novel NaTi₂(PO₄)₃Nanowire Clusters as High Performance Cathodes for Mg-Na Hybrid-ion Batteries”的麥立研究論文。結(jié)合NTP納米線和均質(zhì)碳框架的強(qiáng)團(tuán)優(yōu)勢(shì)，新穎的隊(duì)材三維分級(jí)結(jié)構(gòu)賦予NTP-NW/C離子傳輸路徑短、電荷轉(zhuǎn)移快以及鈉化/脫鈉過(guò)程中的料牛結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。結(jié)果，研究混合MSIB顯示出良好的進(jìn)展電化學(xué)性能：在1 C下具有124 mAh·g^-1的高可逆容量、良好的匯總倍率性能(在10 C下60 mAh·g^-1)和循環(huán)穩(wěn)定性(100次循環(huán)后容量在5 C下保持為97 %)。上述新穎的走進(jìn)設(shè)計(jì)有望在大規(guī)模儲(chǔ)能器件中得到應(yīng)用。

文獻(xiàn)鏈接： Novel NaTi₂(PO₄)₃Nanowire Clusters as High Performance Cathodes for Mg-Na Hybrid-ion Batteries(Nano Energy, 2018, DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.10.064)

2.鎳-鐵雙金屬二硒化物助力高容量長(zhǎng)壽命的麥立鎂電池

麥立強(qiáng)教授、安琴友副研究員、強(qiáng)團(tuán)美國(guó)休斯頓大學(xué)姚彥教授(共同通訊作者)等首次報(bào)道了Ni-Fe雙金屬二硒化物微米花(Ni_0.75Fe_0.25Se₂，隊(duì)材NFS)作為可充鎂電池正極材料，并在Nano Energy上發(fā)表了題為“Nickel-Iron Bimetallic Diselenides with Enhanced Kinetics for High-Capacity and Long-Life Magnesium Batteries”的研究論文。NFS具有較大的可逆容量(190 mAh·g^-1)以及優(yōu)異的儲(chǔ)鎂循環(huán)穩(wěn)定性(500次循環(huán)后仍有148 mAh·g^-1)。與一元過(guò)渡金屬二硒化物(NiSe₂, NS)相比，NFS具有更多氧化還原活性位點(diǎn)以及更快Mg²⁺擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)，有助于提高可逆容量、延長(zhǎng)循環(huán)壽命。此外，基于不同金屬離子電對(duì)的電勢(shì)差異，作者提出了穩(wěn)定階段下NFS鎂化/脫鎂過(guò)程的順序反應(yīng)機(jī)理，并通過(guò)電化學(xué)測(cè)試和光譜表征來(lái)進(jìn)行證明。該工作為構(gòu)筑高性能的可充鎂電池正極材料優(yōu)化提供了新思路。

文獻(xiàn)鏈接：Nickel-Iron Bimetallic Diselenides with Enhanced Kinetics for High-Capacity and Long-Life Magnesium Batteries?(Nano Energy, 2018, DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.10.033)

3. 儲(chǔ)能器件中的納米線

麥立強(qiáng)教授、徐林研究員(共同通訊作者)等在Adv. Energy Mater.上發(fā)表了題為“Nanowires in Energy Storage Devices: Structures, Synthesis, and Applications”的綜述論文，從結(jié)構(gòu)、合成及應(yīng)用等方面對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能器件中的納米線進(jìn)行了介紹。作者根據(jù)形貌和結(jié)構(gòu)對(duì)納米線進(jìn)行分類，并介紹其相應(yīng)的特性及合成方法。接著闡述了納米線在鋰離子、鈉離子和鋅離子電池以及超級(jí)電容器中的應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)，并介紹了納米線電極的原位表征技術(shù)。最后，作者對(duì)未來(lái)進(jìn)一步探索基于納米線的電化學(xué)能量存儲(chǔ)提出了展望。

文獻(xiàn)鏈接：Nanowires in Energy Storage Devices: Structures, Synthesis, and Applications?(Adv. Energy Mater., 2018, DOI: 10.1002/aenm.201802369)

4.梯度親／憎鋰保護(hù)膜

麥立強(qiáng)教授、軍事科學(xué)院防化研究院張浩博士（共同通訊作者）等發(fā)現(xiàn)憎鋰、較大的機(jī)械強(qiáng)度以及良好的Li離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)是構(gòu)建鋰金屬界面層的三個(gè)必要條件。基于此他們利用親鋰-憎鋰的梯度策略構(gòu)建了鋰金屬界面層(GZCNT)，有效地抑制了鋰枝晶的生長(zhǎng)，并在Nat. Commun.上發(fā)表了題為“Lithiophilic-lithiophobic Gradient Interfacial Layer for Highly Stable Lithium Metal Anode”的研究論文。博士研究生張慧敏、廖小彬?yàn)樵摴ぷ鞯墓餐谝蛔髡摺ZCNT梯度膜由親鋰的氧化鋅/碳納米管底層，憎鋰的碳納米管頂層，以及中間過(guò)度層有序的構(gòu)成。親鋰的底層與金屬鋰緊密結(jié)合，可促進(jìn)穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)膜（SEI）的形成，抑制金屬鋰和親鋰層層間形成鋰枝晶，頂層的憎鋰層因具有較大的模量可以抑制鋰枝晶的進(jìn)一步生長(zhǎng)，而中間的緩沖層又可以防止因親鋰、憎鋰的突然轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生明顯的鋰枝晶分級(jí)層，從而確保金屬鋰負(fù)極的超長(zhǎng)循環(huán)。

文獻(xiàn)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-06126-z（Nature Communications 9, Article number: 3729 (2018)）

5.精心制作的3D電極用于抗鋅枝晶高性能柔性纖維狀鋅鈷電池

武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授課題組通過(guò)在碳布上原位生長(zhǎng)ZIF（沸石-咪唑酯骨架）衍生的ZnO@C核-殼結(jié)構(gòu)納米棒作為骨架，然后再進(jìn)一步通過(guò)電沉積金屬Zn，獲得了具有優(yōu)異性能的三維CC-ZnO@C-Zn柔性Zn負(fù)極。相比傳統(tǒng)鋅片，其具有優(yōu)異的抗鋅枝晶，低質(zhì)量，高柔性等優(yōu)勢(shì)。作者同時(shí)合成了分級(jí)樹(shù)枝狀Co(CO₃)_0.5(OH)_x·0.11 H₂O@CoMoO₄ (CC-CCH@CMO) 作為電池正極，這種精心制作的柔性正極利用獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)和兩種組分間的協(xié)同作用，最終實(shí)現(xiàn)了高的面積比容量。

文獻(xiàn)鏈接：Finely Crafted 3D Electrodes for Dendrite-Free and High-Performance Flexible Fiber-Shaped Zn-Co Batteries（Adv. Funct. Mater., 2018, DOI：10.1002/adfm.201802016）

6.綜述：納米線–生物界面進(jìn)展：從能量轉(zhuǎn)換到電生理學(xué)

納米–生物界面（nano–bio interface）可以看作是連接無(wú)機(jī)世界和生命世界的橋梁，研究無(wú)機(jī)納米材料與生物體在微納尺度的能量轉(zhuǎn)換與信息傳遞，在人工光合作用、微生物燃料電池、納米生物電子學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。最近，武漢理工大學(xué)的麥立強(qiáng)教授（通訊作者）團(tuán)隊(duì)在Cell子刊Chem應(yīng)邀發(fā)表了題為“Recent Advances in Nanowire–Biosystem Interface: From Chemical Conversion, Energy Production to Electrophysiology”的綜述文章。武漢理工大學(xué)徐林教授和美國(guó)哈佛大學(xué)博士后趙云龍為論文共同第一作者。該綜述主要從納米線–生物界面的構(gòu)筑、納米–細(xì)菌人工光合作用將CO₂轉(zhuǎn)化成化學(xué)能源、微生物燃料電池、納米線生物傳感器等幾個(gè)方面討論了納米–生物界面的設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用，最后作出了對(duì)納米–生物界面未來(lái)發(fā)展的展望。

文獻(xiàn)連接：https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(18)30172-4

7.等離子刻蝕三氧化鉬制造氧缺陷實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)鋰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及可逆容量提升

麥立強(qiáng)課題組?在α-MoO₃納米帶的基礎(chǔ)上，通過(guò)可控等離子體刻蝕制備了具有氧空位的α-MoO_3-x，并將其用作LIB的正極材料。 結(jié)構(gòu)表征證實(shí)經(jīng)適當(dāng)刻蝕（MoO3（II），氫氣等離子刻蝕10分鐘）后，所制備樣品的范德華間隙（vdW間隙）擴(kuò)大并且?guī)稖p小，過(guò)度的刻蝕會(huì)導(dǎo)致材料碎裂嚴(yán)重且形貌破壞。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，MoO3（II）樣品具有小的極化，較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，更可逆的層間/層內(nèi)Li存儲(chǔ)位點(diǎn)以及更高的容量。綜上所述，適當(dāng)氧空位的引入明顯減小了三氧化鉬的帶隙、增加了其范德華層間距，提高了材料的電子及離子電導(dǎo)率，因此提高了材料的容量（可逆性），倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。麥立強(qiáng)教授為本文通訊作者，文章共同第一作者為張國(guó)彬和熊騰飛。該文章“α-MoO_3-xby Plasma Etching with Improved Capacity and Stabilized Structure for Lithium Storage”發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊Nano Energy上（影響因子：12.343）。

文獻(xiàn)鏈接：α-MoO₃-x by Plasma Etching with Improved Capacity and Stabilized Structure for Lithium Storage?，Nano energy, 2018, DOI：10.1016/j.nanoen.2018.04.075

8.一維異質(zhì)納米電池材料

Accounts of Chemical Research在線發(fā)表武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)綜述 “One-Dimensional Hetero-Nanostructures for Rechargeable Batteries”。該文系統(tǒng)地總結(jié)了麥立強(qiáng)教授課題組關(guān)于一維異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米線電極材料的工作，并結(jié)合當(dāng)前的研究進(jìn)展，闡述了該類材料的制備策略和性能優(yōu)化機(jī)制（如下圖），并對(duì)其今后的發(fā)展方向和策略提出了見(jiàn)解和展望。

文獻(xiàn)鏈接：Liqiang Mai,* Jinzhi Sheng, Lin Xu, Shuangshuang Tan, and Jiashen Meng, One-Dimensional Hetero-Nanostructures for Rechargeable Batteries, Acc. Chem. Res., 2018, 51, 950?959.

9. “管中棒狀”氮摻雜空心碳管包覆銻復(fù)合材料

麥立強(qiáng)教授和法國(guó)洛林大學(xué)Jean-Jacques Gaumet教授課題組在國(guó)際知名期刊Advanced Energy Materials（影響因子：16.721）上在線發(fā)表題為 “Bottom-Up Confined Synthesis of Nanorod-in-Nanotube Structured Sb@N-C for Durable Lithium and Sodium Storage”的文章。通過(guò)自下而上的合成方法制備了一種新型“管中棒狀”氮摻雜空心碳管包覆銻復(fù)合材料（Sb@N-C），同時(shí)采用了原位高溫XRD技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控并精準(zhǔn)優(yōu)化其合成。基于豐富的氮摻雜、一維納米導(dǎo)電碳管以及中空結(jié)構(gòu)等協(xié)同效應(yīng)，將Sb@N-C用作鋰離子電池/鈉離子電池的負(fù)極材料時(shí)，展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。

文獻(xiàn)鏈接：Wen Luo, Feng Li, Jean-Jacques Gaumet*, Pierre Magri, Sébastien Diliberto, Liang Zhou, Liqiang Mai*. Bottom-Up Confined Synthesis of Nanorod-in-Nanotube Structured Sb@N-C for Durable Lithium and Sodium Storage, Advanced Energy Materials. DOI:10.1002/aenm201703237

10.CuS正極儲(chǔ)鎂性能和機(jī)理

麥立強(qiáng)教授、安琴友副研究員(共同通訊作者)等通過(guò)調(diào)節(jié)電極-電解液界面實(shí)現(xiàn)了CuS正極室溫下的高儲(chǔ)鎂活性(超過(guò)300 mAh·g^-1)，并在Nano Energy上發(fā)表了題為“Magnesium Storage Performance and Mechanism of CuS Cathode”的研究論文。在鎂全電池中，以50 mA·g^-1的電流密度循環(huán)30次后，CuS正極容量仍高達(dá)119 mAh·g^-1。另外，作者探究了CuS正極在不同電解液體系、不同工作溫度的儲(chǔ)鎂性能，并通過(guò)非原位XRD等表征手段證實(shí)了轉(zhuǎn)換型存儲(chǔ)機(jī)理。這項(xiàng)工作證明CuS作為鎂電池正極材料的前景良好。

文獻(xiàn)鏈接： Magnesium Storage Performance and Mechanism of CuS Cathode?(Nano Energy, 2018, DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.02.060)

11.鈉離子穩(wěn)定的釩氧化物納米線正極

麥立強(qiáng)教授、晏夢(mèng)雨博士(共同通訊作者)等報(bào)道了有關(guān)水系Zn//Na_0.33V₂O₅電池設(shè)計(jì)和構(gòu)筑的開(kāi)創(chuàng)性工作，并在Adv. Energy Mater.上發(fā)表了題為“Sodium Ion Stabilized Vanadium Oxide Nanowire Cathode for High-Performance Zinc-Ion Batteries”的研究論文。Na_0.33V₂O₅(NVO)電極在0.1 A·g^-1下具有高達(dá)367.1 mAh·g^-1的容量，長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性良好，1000圈循環(huán)后仍保留超過(guò)93%的容量。研究人員通過(guò)單根納米線器件證實(shí)了[V₄O₁₂]_n層間鈉離子的插入增強(qiáng)了導(dǎo)電性。

文獻(xiàn)鏈接：Sodium Ion Stabilized Vanadium Oxide Nanowire Cathode for High-Performance Zinc-Ion Batteries?(Adv. Energy Mater., 2018, DOI: 10.1002/aenm.201702463)

12.基于NaO2納米線放電產(chǎn)物的高性能Na-O2電池

麥立強(qiáng)教授（通訊作者）、徐林教授（共同通訊）和廈門(mén)大學(xué)彭?xiàng)澚航淌?/strong>等人，發(fā)現(xiàn)在外磁場(chǎng)下，采用純Co納米顆粒，在高溫氧化下，合成了高自旋的Co₃O₄催化劑。納米線NaO₂的放電產(chǎn)物的直徑為10-20 nm，長(zhǎng)度為~ 10μm，可以為離子和電子的傳輸提供通道。放電產(chǎn)物為納米線NaO₂的Na-O₂電池在400圈循環(huán)時(shí)，容量保持在1000 mAh g^-1；充電時(shí)具有~ 60 mV的微小過(guò)電勢(shì)；放電時(shí)，過(guò)電勢(shì)幾乎為0 mV。這種策略不僅能夠控制放電產(chǎn)物的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，提高Na-O₂電池的性能，而且為特殊條件下，探索納米線的生長(zhǎng)過(guò)程提供了新思路。相關(guān)成果以“High-Performance Na–O₂Batteries Enabled by Oriented NaO₂Nanowires as Discharge Products”為題發(fā)表在Nano Letters上。武漢理工大學(xué)博士研究生S. Mohammad B. Khajehbashi為論文第一作者。

文獻(xiàn)鏈接：High-Performance Na–O₂Batteries Enabled by Oriented NaO₂Nanowires as Discharge Products（Nano Letters, 2018, DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b01315）

13.一種獨(dú)特的表面修飾層優(yōu)化富鋰材料儲(chǔ)鋰性能

麥立強(qiáng)教授課題組提出了一種普適的碳包覆技術(shù) (Nano letters, DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b03982)。在此方法的基礎(chǔ)上，他們又巧妙地在富鋰材料表面構(gòu)筑了一層獨(dú)特的鎳鈷納米點(diǎn)鑲嵌的碳包覆層，相關(guān)研究成果以“Novel MOF shell-derived surface modification of Li-rich layered oxide cathode for enhanced lithium storage”為題, 于2017年12月13日在Science Bulletin上在線出版。該修飾后的富鋰層狀氧化物電極材料表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)和倍率性能，其在0.4 C的電流密度下循環(huán)100圈容量保持率可達(dá)95%，在2 C的電流密度下循環(huán)300圈容量保持率可達(dá)90%，在5 C的電流密度下可逆比容量仍達(dá)159 mAh g^–1。

文獻(xiàn)鏈接：Zhitong Xiao, Jiashen Meng, Qi Li, Xuanpeng Wang, Meng Huang, Ziang Liu, Chunhua Han, and Liqiang Mai. Novel MOF shell-derived surface modification of Li-rich layered oxide cathode for enhanced lithium storage. （Science Bulletin, 2017, Doi : 10.1016/j.scib.2017.12.011）

14.MoB/g-C3N4界面材料作為Schottky催化劑促進(jìn)析氫

北京大學(xué)郭少軍教授、武漢理工麥立強(qiáng)教授、不來(lái)梅大學(xué)Lyudmila Moskaleva（共同通訊）等人基于金屬-半導(dǎo)體肖特基結(jié)原理，創(chuàng)造性地構(gòu)筑了具有Schottky效應(yīng)的MoB/g-C₃N₄析氫催化劑。通過(guò)一系列的譜學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，n型半導(dǎo)體g-C₃N₄的引入使得MoB/g-C₃N₄ 界面處產(chǎn)生了明顯的電荷再分布，增加了MoB表面的局部電子密度。該肖特基催化劑展現(xiàn)出良好的HER活性，Tafel斜率達(dá)為46 mV dec^-1，交換電流密度高達(dá)17μA cm^-2，遠(yuǎn)高于MoB。第一性原理計(jì)算表明，Schottky效應(yīng)可以顯著促進(jìn)質(zhì)子在MoB表面的吸附和活化， 有利于表面氫氣的生成。相關(guān)成果以為“MoB/g-C₃N₄Interface Materials as a Schottky Catalyst to Boost Hydrogen Evolution”發(fā)表在了Angewandte Chemie International Edition上。

文獻(xiàn)鏈接:MoB/g-C3N4 Interface Materials as a Schottky Catalyst to Boost Hydrogen Evolution（Angew.Chem.Int.Ed.,2017,DOI:10.1002/anie.201708748）

15.超細(xì)Ni納米粒子/SiO2分級(jí)空心球用于高性能儲(chǔ)鋰

麥立強(qiáng)教授、周亮教授(共同通訊作者)等設(shè)計(jì)了一種由超細(xì)Ni納米粒子(≈3 nm)修飾SiO2納米片構(gòu)筑的分級(jí)中空結(jié)構(gòu)Ni/SiO₂納米復(fù)合材料，并在Adv. Funct. Mater.上發(fā)表了題為“Ultrafine Nickel-Nanoparticle-Enabled SiO2 Hierarchical Hollow Spheres for High-Performance Lithium Storage”的研究論文。Ni納米粒子不僅有效提高了SiO₂電子導(dǎo)電率，也提升了其電化學(xué)活性。與此同時(shí)，空腔提供足夠的自由空間來(lái)緩解SiO₂在反復(fù)鋰化/脫鋰過(guò)程的體積變化；納米片結(jié)構(gòu)減少鋰離子的擴(kuò)散長(zhǎng)度。由于Ni和SiO₂之間的協(xié)同效應(yīng)，0.1 A·g^-1下Ni/SiO2復(fù)合材料具有高達(dá)676 mAh·g^-1的可逆容量。在10 A·g^-1的高電流密度下，1000圈后仍可保留337 mAh·g^-1的容量。

文獻(xiàn)鏈接： Ultrafine Nickel-Nanoparticle-Enabled SiO2 Hierarchical Hollow Spheres for High-Performance Lithium Storage(Adv. Funct. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adfm.201704561)

16.低溫熔鹽電化學(xué)還原CaSiO3制備硅納米線

威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校的金松教授和武漢理工大學(xué)的麥立強(qiáng)教授（共同通訊作者）在Angew. Chem. Int. Ed.上發(fā)表了題為“Low-Temperature Molten-Salt Production of Silicon Nanowires by the Electrochemical Reduction of CaSiO₃”的學(xué)術(shù)論文，報(bào)道了低溫熔鹽電化學(xué)還原CaSiO₃制備硅納米線的最新研究進(jìn)展。研究人員選擇硅酸鈣（CaSiO₃）為原料，低熔點(diǎn)的三元熔鹽（氯化鈣-氯化鎂-氯化鈉 CaCl2-MgCl₂-NaCl）為電解質(zhì)，氧化鈣（CaO）為輔助電解質(zhì)，在相對(duì)較低的溫度下（650 ℃）下，利用電化學(xué)還原法成功制備了硅納米線（Si NWs）。該方法制備的Si NWs可以作為鋰離子電池的負(fù)極材料，在電化學(xué)性能測(cè)試中表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能。

文獻(xiàn)鏈接：Low-Temperature Molten-Salt Production of Silicon Nanowires by the Electrochemical Reduction of CaSiO₃(Angew. Chem.?Int. Ed, 2017, DOI:?10.1002/anie.201707064)

17.納米片器件實(shí)現(xiàn)OER的動(dòng)力學(xué)監(jiān)控

麥立強(qiáng)教授和晏夢(mèng)雨博士以及墨爾本大學(xué)劉哲副教授（共同通訊）在Nature Communications上發(fā)表一篇題為“Oxygen evolution reaction dynamics monitored by an individual nanosheet-based electronic circuit”的文章，第一作者王佩瑤為武漢理工大學(xué)本科生（現(xiàn)為墨爾本大學(xué)在讀博士生）。該工作報(bào)道了氧氣對(duì)于OER動(dòng)力學(xué)過(guò)程的影響。研究人員以微納器件為研究平臺(tái)，結(jié)合電化學(xué)阻抗譜測(cè)試、原位伏安特性測(cè)試和分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)催化過(guò)程界面處行為的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，表明氧氣會(huì)吸附在金屬/金屬氧化物催化劑的表面，減少反應(yīng)界面吸附層處氫氧根離子濃度，導(dǎo)致反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和催化性能的下降。通過(guò)降低電解液的含氧濃度，實(shí)現(xiàn)了塔菲爾斜率20%的大幅度下降和相對(duì)于可逆氫電極1.344V的低起始電壓。此研究結(jié)果可以為催化系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供有效的指導(dǎo)，同時(shí)，原位伏安特性測(cè)試為界面反應(yīng)的本征監(jiān)測(cè)提供了新思路。

文獻(xiàn)鏈接: Oxygen evolution reaction dynamics monitored by an individual nanosheet-based electronic circuit?.
(Nature Communications 8, Article number: 645 (2017) doi: 10.1038/s41467-017-00778-z)

18.自適應(yīng)介孔CoS-小泡狀碳?xì)さ包S-蛋殼微球用于堿金屬離子儲(chǔ)存

麥立強(qiáng)教授、魏湫龍博士（共同通訊作者）等構(gòu)筑了一種獨(dú)特的由介孔硫化鈷蛋黃和小泡狀碳?xì)そM成的黃-殼微球體(M-CoS@C)，并在Nano Energy上發(fā)表了題為“Self-adaptive mesoporous CoS@alveolus-like carbon yolk-shell microsphere for alkali cations storage”的研究論文。介孔CoS蛋黃具有較大的比表面積（46.3 m²·g^-1）以及相互連接的介孔結(jié)構(gòu)，可促進(jìn)電解液的滲透以及縮短離子擴(kuò)散路徑。小泡狀碳?xì)ぬ峁┝俗銐虻目障逗透叨茸赃m應(yīng)結(jié)構(gòu)，確保了電極的高穩(wěn)定性。由于該獨(dú)特結(jié)構(gòu)的多功能性，M-CoS@C電極顯示出令人印象深刻的循環(huán)穩(wěn)定性（儲(chǔ)鋰1 A·g^-1500圈后790 mAh·g^-1，儲(chǔ)鈉0.2 A·g^-1100圈后532 mAh·g^-1）和優(yōu)秀的倍率容量（儲(chǔ)鋰20 A·g^-1時(shí)330 mAh·g^-1，儲(chǔ)鈉20 A·g^-1時(shí)190 mAh·g^-1）。上述獨(dú)特的介孔蛋黃-小泡狀碳?xì)そY(jié)構(gòu)和自犧牲的合成方法為加快過(guò)渡金屬硫化物在實(shí)際中的應(yīng)用提供了有效的策略。

文獻(xiàn)鏈接：Li Q, Li L, Owusu K A, et al. Self-adaptive mesoporous CoS@ alveolus-like carbon yolk-shell microsphere for alkali cations storage[J]. Nano Energy, 2017.

19.堿土金屬釩酸鹽作為新型鈉離子電池負(fù)極材料

麥立強(qiáng)教授和牛朝江博士以及上海理工大學(xué)宋波研究員以“Alkaline earth metal vanadates as sodium-ion battery anodes”為題在Nature Communications上發(fā)表文章報(bào)道了堿土金屬釩酸鹽作為新型鈉離子電池負(fù)極的重要應(yīng)用前景。文中作者針對(duì)CaV₄O₉納米線，對(duì)其作為鈉離子電池負(fù)極時(shí)的電化學(xué)性質(zhì)和儲(chǔ)鈉機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)深入的探究，發(fā)現(xiàn)該材料具有非常特殊的儲(chǔ)鈉機(jī)制，與傳統(tǒng)的嵌入反應(yīng)或轉(zhuǎn)換反應(yīng)均不相同；同時(shí)該材料還體現(xiàn)了多種優(yōu)異的性質(zhì)，包括較高的本征電導(dǎo)率（> 100 S cm^-1），Na⁺嵌入脫出過(guò)程中較小的體積變化（< 10%），以及原位形成的CaO納米晶所產(chǎn)生的自維護(hù)效應(yīng)。這些優(yōu)異的性質(zhì)導(dǎo)致該材料作為鈉離子電池負(fù)極時(shí)，具有合適的比容量（可超過(guò)300 mAh g^-1），良好的倍率性能（25 C情況下比容量保持50%以上）以及優(yōu)異的循環(huán)性能（可達(dá)1600圈）。

文獻(xiàn)鏈接: https://www.nature.com/articles/s41467-017-00211-5(Nat. Commun.:10.1038/s41467-017-00211-5)

20.基于三維釩氧化物水凝膠的高質(zhì)量負(fù)載的高倍率儲(chǔ)鋰材料

麥立強(qiáng)教授和魏湫龍博士（共同通訊）以“Nanoribbons and Nanoscrolls Intertwined Three-Dimensional Vanadium Oxide Hydrogels for High-Rate Lithium Storage at High Mass Loading Level.”為題Nano Energy上發(fā)表文章報(bào)道了一種新型H₂V₃O₈三維水凝膠結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。該水凝膠由超薄納米帶和自卷曲納米卷相互交聯(lián)組成。當(dāng)用于鋰離子電池正極材料時(shí)，電荷儲(chǔ)存中電容性貢獻(xiàn)大幅提高，表明水凝膠結(jié)構(gòu)對(duì)Li⁺的擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)具有大幅提升作用，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。進(jìn)一步基于水凝膠的幾何特性，作者引入了碳納米管（CNTs）組裝柔性薄膜，實(shí)現(xiàn)了在高質(zhì)量負(fù)載下（13 mg cm^-2）的優(yōu)異儲(chǔ)鋰性能。

文獻(xiàn)鏈接：Nanoribbons and Nanoscrolls Intertwined Three-Dimensional Vanadium Oxide Hydrogels for High-Rate Lithium Storage at High Mass Loading Level.( Nano Energy,2017,DOI:http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.08.011)

21.場(chǎng)效應(yīng)調(diào)控VSe2納米片吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)現(xiàn)HER高效催化

麥立強(qiáng)教授課題組在Nano Lett.上發(fā)表一篇題為“Field-effect tuned adsorption-dynamics of VSe₂nanosheet for enhanced hydrogen evolution reaction”的文章，介紹了電場(chǎng)調(diào)控VSe₂納米片吸附動(dòng)力學(xué)，增強(qiáng)HER性能的相關(guān)工作。研究人員利用不同的背柵電壓誘導(dǎo)實(shí)現(xiàn)了電解液-VSe₂納米片界面的離子分布調(diào)控，提高了電荷運(yùn)輸效率，從而在根本上促進(jìn)了HER的放電過(guò)程這一限速反應(yīng)。由于電場(chǎng)調(diào)控VSe₂納米片吸附動(dòng)力學(xué)的作用，起始過(guò)電位從126 mV降低到了70 mV，電荷轉(zhuǎn)移電阻從1.03 MΩ降低到了0.15 MΩ，吸附過(guò)程時(shí)間常數(shù)從2.5×10^-3降低到了5.0×10^-4s。通過(guò)電場(chǎng)效應(yīng)調(diào)控增強(qiáng)VSe₂納米片催化性能這一技術(shù)，為非貴金屬催化劑的設(shè)計(jì)提供了一種新思路。

原文鏈接：Field-effect tuned adsorption-dynamics of VSe2 nanosheet for enhanced hydrogen evolution reaction(Nano Lett., 2017, DOI:?10.1021/acs.nanolett.7b00855)

22.金屬有機(jī)骨架基碳納米管的定向形成

麥立強(qiáng)（通訊作者）和廈門(mén)大學(xué)朱梓忠（通訊作者）在JACS上發(fā)表了題為“Oriented Formation of Carbon Nanotubes from Metal-Organic Frameworks” 的文章。該研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種容易和高產(chǎn)量的策略，用于通過(guò)低溫的熱解過(guò)程從MOF通常導(dǎo)向形成CNT。在熱解過(guò)程中，產(chǎn)生的還原氣體首先將金屬離子/簇轉(zhuǎn)變成金屬納米催化劑；然后這些納米催化劑進(jìn)一步催化殘余的有機(jī)單元以形成CNT。通常可以通過(guò)MOF的調(diào)制來(lái)應(yīng)用該策略來(lái)獲得不同形態(tài)保存的CNT-組裝結(jié)構(gòu)。制備的結(jié)構(gòu)具有高比表面積，受控?fù)诫s劑，分層孔隙和穩(wěn)定的框架，因此導(dǎo)致高活性，快速的質(zhì)量運(yùn)輸和良好的應(yīng)變調(diào)節(jié)。因此，應(yīng)用于能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存時(shí)，與封裝在N-CNT中的金屬和/或金屬氧化物納米顆粒組裝的結(jié)構(gòu)顯示出優(yōu)異的性能。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)分析和密度泛函理論模擬表明，合適的N摻雜和有限金屬納米粒子之間的協(xié)同效應(yīng)賦予了該結(jié)構(gòu)具有出色的電化學(xué)性能。進(jìn)一步了解了限制在N-CNT中的金屬納米粒子的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)相關(guān)性。

文獻(xiàn)鏈接：General Oriented Formation of Carbon Nanotubes from Metal-Organic Frameworks (JACS，2017, ?DOI: 10.1021/jacs.7b01942）

23.綜述：復(fù)雜中空結(jié)構(gòu)的可控合成及其在能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用

復(fù)雜的中空結(jié)構(gòu)（intricate hollow structures）由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征，迷人的理化性質(zhì)和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域極大地吸引了科研工作者的興趣。最近，武漢理工大學(xué)的麥立強(qiáng)教授和周亮教授（共同通訊）等人在著名材料類期刊Advanced Materials上發(fā)表了題為“Intricate Hollow Structures: Controlled Synthesis and Applications in Energy Storage and Conversion”的綜述文章。這篇綜述主要從復(fù)雜的中空結(jié)構(gòu)可控合成方法及其在能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用這兩方面回顧了復(fù)雜中空納米結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展，主要對(duì)其合成方法論做了一個(gè)詳細(xì)的分類和講解。

文獻(xiàn)鏈接：Intricate Hollow Structures: Controlled Synthesis and Applications in Energy Storage and Conversion (Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201602914)

24.綜述：用于鋰硫電池的納米金屬氧化物和硫化物

麥立強(qiáng)教授和清華大學(xué)張強(qiáng)副教授（共同通訊作者）課題組在國(guó)際頂尖期刊Advanced Materials上聯(lián)合發(fā)表了題為”Nanostructured Metal Oxides and Sulfides for Lithium–Sulfur Batteries”的綜述文章。該綜述詳細(xì)報(bào)道了最近納米結(jié)構(gòu)金屬氧化物和硫化物用于增強(qiáng)硫利用率和電池壽命的文獻(xiàn)，探討了金屬氧化物/硫化物主體材料的內(nèi)部特性和電化學(xué)性能，以及以上材料在固態(tài)硫陰極、隔膜或隔層、鋰金屬陽(yáng)極保護(hù)、鋰聚硫化物電池的使用，最后作出了對(duì)鋰硫電池未來(lái)發(fā)展的期望。

文獻(xiàn)鏈接：Nanostructured Metal Oxides and Sulfides for Lithium–Sulfur Batteries(Adv.Mater.2017,DOI: 10.1002/adma.201601759)

25.綜述：多孔一維納米材料的設(shè)計(jì)、制備及電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用

電化學(xué)儲(chǔ)能（energy storage）技術(shù)對(duì)便攜式電子器件、交通輸運(yùn)以及大型儲(chǔ)能系統(tǒng)都是至關(guān)重要的。而多孔一維納米材料（porous one-dimensional nanomaterials）結(jié)合了一維納米結(jié)構(gòu)和多孔構(gòu)造的優(yōu)勢(shì)，極大地促進(jìn)電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的發(fā)展。不久前，武漢理工大學(xué)的麥立強(qiáng)教授和加州大學(xué)洛杉磯分校的Bruce Dunn教授（共同通訊）在頂尖期刊Advanced Materials上聯(lián)合發(fā)表了題為”P(pán)orous One-Dimensional Nanomaterials: Design, Fabrication and Applications in Electrochemical Energy Storage”的綜述文章。該篇綜述非常詳實(shí)地描述了多孔一維納米結(jié)構(gòu)、制備以及電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用，并且討論了未來(lái)的發(fā)展方向。

文獻(xiàn)連接：Porous One-Dimensional Nanomaterials: Design, Fabrication and Applications in Electrochemical Energy Storage (Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201602300)

26.場(chǎng)效應(yīng)增強(qiáng)MoS2納米片的析氫反應(yīng)催化活性

麥立強(qiáng)教授（通訊作者）、晏夢(mèng)雨博士（通訊作者）在Advanced Materials上發(fā)表了題為“Field Effect Enhanced Hydrogen Evolution Reaction of MoS₂Nanosheets”的文章。用單個(gè)MoS₂納米片成功制備了電場(chǎng)調(diào)節(jié)的析氫反應(yīng)設(shè)備來(lái)探究電場(chǎng)效應(yīng)對(duì)催化反應(yīng)的影響。隨著電場(chǎng)的引入，MoS₂納米片的催化性能得到了明顯的提高。在電流密度為100 mA μm^-2條件下的最低過(guò)電位可達(dá)到38 mV，在背柵電壓為5 V時(shí)的塔菲爾斜率值降低到?jīng)]有電場(chǎng)時(shí)的一半。研究結(jié)果證明了電場(chǎng)效應(yīng)通過(guò)降低通道電阻、加快電荷傳輸可以有效地增強(qiáng)MoS₂的析氫反應(yīng)催化活性。

原文鏈接：Field Effect Enhanced Hydrogen Evolution Reaction of MoS₂Nanosheets（Adv.Mater.,2016,DOI:10.1002/adma.201604464）

27.釩酸鈉氧化物納米棒電極原位捕捉離子化氧

武漢理工大學(xué)的麥立強(qiáng)（通訊作者）等人利用原位XRD，XPS，拉曼，TEM技術(shù)對(duì)合成的Na_0.76V₆O₁₅納米棒進(jìn)行表征，研究了反應(yīng)電壓窗口和電化學(xué)性能的關(guān)系。研究結(jié)果表明鋰離子的深度嵌入\脫出能夠帶來(lái)更明顯的電壓降，電化學(xué)極化以及活性鈍化。對(duì)電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程相關(guān)電壓窗口的研究對(duì)鋰離子電池的實(shí)用化應(yīng)用及循環(huán)穩(wěn)定性的優(yōu)化具有重要的指導(dǎo)作用。

原文鏈接：The Capturing of Ionized Oxygen in Sodium Vanadium Oxide Nanorods Cathodes under Operando Conditions （Adv. Fun. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201602134）

本文由材料人編輯部整理編輯。