我院云斯宁教授团队研究生张萌萌在Journal of Materials Chemistry A发表最新学术成果-材料科学与工程学院

我院云斯宁教授团队研究生张萌萌在Journal of Materials Chemistry A发表最新学术成果

2024-11-19 点击：[]

近日，西安建大云斯宁教授“新能源材料”团队在新能源材料高效和资源化利用方面取得重要进展，原创工作以“3D MOF-derived Co-doped Cu3P/NC octahedra embedded in 2D MXene nanosheets for efficient energy conversion（3D MOF衍生的Co掺杂Cu3P/NC八面体嵌入2D MXene纳米片实现高效的能量转换）”为题，发表在国际著名期刊《Journal of Materials Chemistry A》（2023年影响因子为10.7，JCR一区TOP期刊，我校A类期刊）上。云斯宁教授为论文通讯作者，我校硕士研究生张萌萌为论文第一作者。

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作者通过原位生长策略设计了一种独特的3D@2D结构催化剂（Co-Cu₃P/NC@MXene）。该方法巧妙地将MOF衍生的Co-Cu₃P/NC八面体嵌入到MXene的层间空隙中，创造了有利于加速电子传输的微观环境。同时，Co的引入调节了Cu₃P的电子结构，显著提升了Co-Cu₃P/NC@MXene催化剂的电化学活性。3D Cu₃P/NC与2D MXene构建的分级有序结构复合材料Co-Cu₃P/NC@MXene提供了丰富的电子转移通道，在电解水制氢和太阳能电池中均展现出卓越的电催化性能。在10 mA cm^-2的电流密度下，实现了较小的HER过电位（110 mV）和较低的塔菲尔斜率（62 mV dec^-1）；在新一代太阳能电池中，实现了8.18%光电功率转换效率。

作者利用原位生长技术成功合成了具有独特3D@2D结构的Co-Cu3P/NC@MXene复合材料。这种独特的3D@2D结构不仅阻止了Co-Cu3P/NC八面体的自聚集，保持了其良好的分散状态，而且显著提高了电解质的可及性，从而为电催化过程中的电荷/质量传递提供了最佳条件。此外，Co的加入改变了Cu3P的电子结构，促进了催化剂和反应物之间的电子快速转移，从而加速了Co-Cu3P/NC@MXene催化剂的催化反应。这项工作为构建具有分级结构和修饰电子结构的MOF@MXene基催化剂用于能源转换应用提供了一种可行的方法。

该项研究获得了国家自然科学基金、陕西省国际科技合作重点项目、陕西省重点研发计划及陕西省重点科技创新团队等多项基金的资助。

研究生张萌萌于2021年9月考入我校材料科学与工程学院功能材料研究所（FML），导师为云斯宁教授。目前，张萌萌同学以第一作者身份在一区Top期刊《Journal of Materials Chemistry A》（2024, 12, 1804-1815；影响因子：10.7，我校A类期刊）发表SCI论文1篇。此外，该同学以共同作者身份，在著名国际期刊Advanced Functional Materials（最新影响因子：19.0）；Advanced Powder Materials（最新影响因子：28.6）；Materials Today Energy（最新影响因子：9.3）发表SCI论文3篇。