本文主要梳理了新加坡南洋理工大學樓雄文教授團隊2022年1-3月份重要科研成果。
樓老師現爲新加坡南洋理工大學教授，連續多年入選Clarivate Analytics “高被引科學家”名單(化學與材料科學領域)。
主要研究方向是金屬氧化物框架結構（MOF）材料合成與在能源與環境相關領域的應用，具體可分爲電催化、光催化、電池及電容器等能源轉化及存儲領域。
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1. Sci. Adv.：基于錫納米顆粒原位修飾的氮摻雜碳多級中空纖維載體
➣新加坡南洋理工大學樓雄文教授和北京化工大學于樂教授設計制備了錫納米顆粒原位修飾的氮摻雜空心碳球連接而成的三維複合纖維網絡（Sn@NHCF）作爲鋅金屬負極的載體。
➣在靜電紡絲過程中，SSR空心球在聚丙烯腈(PAN)內自組裝，形成分層纖維 （SSR@PF）。由空心碳球交聯而成的三維導電框架可以降低局部電流密度，從而實現均勻的電場分布。
➣分級中空纖維結構有效降低沉積/剝離過程中的結構應力、緩解體積膨脹、增強結構穩定性。
➣Sn@NHCF-Zn電極在對稱電池和全電池中表現出優異的可逆性和良好的循環穩定性。
DOI:DOI: 10.1126/sciadv.abm5766
2. Adv. Mater.：嵌入親鋅銅納米盒的氮摻雜碳纖維實現穩定的鋅負極
➣南洋理工大學樓雄文教授和北京化工大學于樂教授合理設計並開發了一種由嵌入Cu納米盒的N摻雜碳纖維(Cu NBs@NCFs)組成的三維多功能材料。
➣在靜電紡絲過程中，CuS NBs與PAN組裝形成CuS NBs@PAN纖維。隨後在氩氣/H2中退火後，所獲得的Cu NBs@NCFs保持了直徑在1.0-1.5 μm範圍內的一維纖維狀形貌。
➣三維大孔結構和空心結構可以降低局部電流密度，緩解循環過程中的體積變化。親鋅Cu和原位形成的Cu – Zn合金可作爲均勻形核位，使Zn形核過電位減小，進一步引導Zn均勻致密沉積。
DOI: 10.1002/adma.202200342
3. Angew：負載單鎳原子的 N 摻雜高石墨碳海膽狀空心結構用于高效 CO2 電還原
➣通過一種新穎的鎳催化和鎳模板化策略，制備了具有豐富可接近單鎳位點(Ni-NC(HPU))的空心多孔海膽樣N摻雜碳結構。
➣表面上獨特的空心刺，較高的可達表面積和良好的導電性可實現有效的電子/質量傳遞，並爲高效的 CO2電還原提供了大量的單鎳位點。
➣結果表明，Ni-NC(HPU)催化劑在CO2電還原方面表現出了良好的活性和穩定性。
➣此外，這種合成策略還可以很容易地擴展到制備具有類似組件的不同空心多孔結構，如線狀和球狀結構。
DOI: 10.1002/anie.202201491
4. Science：自組裝單分子層技術構建超長壽命的锂金屬電池
➣浙江工業大學陶新永教授與南洋理工大學樓雄文教授合作設計了具有高密度和長程有序極性羧基的自組裝單分子膜（SAMs）。
➣將SAMs連接在氧化鋁塗層的隔膜上，以提供強的偶極矩，從而提供過剩的電子加速Li雙(三氟甲磺酰亞胺)酰亞胺中碳-氟鍵斷裂的降解動力學，從而構建了化學穩定的锂金屬電池。
➣本工作制備了富锂氟化锂(LiF)納米晶的SEI膜，促進了Li+的快速轉移，抑制了锂枝晶的生長。
➣在高負荷、有限的锂過量和貧電解液條件下，SAMs賦予了全電池更高的循環性能。
DOI: 10.1126/science.abn1818
5. Adv. Sci.：用于電化學水分解的中空納米結構的設計與合成
➣樓雄文教授和北京化工大學于樂教授總結了作爲先進水分解電催化劑的微/納米結構中空材料的結構設計方面的一些最新進展。
➣重點介紹了高效中空析氧/析氫電催化劑的設計原則和相應策略。
➣綜述了目前國內外關于具有不同結構設計和功能的中空催化劑的研究，包括具有單殼、多殼和開放結構的直接中空催化劑和基于中空主體的異質結構的中空催化劑。
➣最後，從個人的觀點出發，對中空電催化裂解水的研究方向進行了展望。
DOI: 10.1002/advs.202105135
6. Joule：單原子催化劑用于光催化能量轉換
➣南洋理工大學樓雄文教授和阿蔔杜拉國王科技大學張華彬教授綜述了單原子催化劑（SACs）光催化的原理，以全面了解其工作機理，從而促進更高效單原子光催化劑的合理設計與制備。
➣本文綜述了近年來用于光催化能量轉換系統的SACs的研究進展和面臨的挑戰。系統地探討了單原子光催化的電荷分離/轉移和分子吸附/活化的基本原理。
➣作者通過舉例闡明了單原子金屬位點促進表面電荷分離/傳輸的機理以及單原子光催化中分子的吸附和活化。還全面介紹了 SAC 在各種光催化反應中的廣泛應用。
DOI: 10.1016/j.joule.2021.12.011
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文章來源：易絲幫 http://www.espun.cn/