我校师生在美国化学学会期刊ACS Applied Materials & Interfaces上发表文章
近日，我校化学化工与环境学院2017级硕士研究生王磊在美国化学学会主办的ACS Applied Materials & Interfaces（SCI一区Top期刊，影响因子8.097）上发表“ZIF-67-Derived N-Doped Co/C Nanocubes as High-Performance Anode Materials for Lithium-Ion Batteries”的学术论文( http://dx.doi.org/10.1021/acsami.9b03365 )，曹晓雨教授和朱利敏副教授为共同通讯作者，河南工业大学为该论文的唯一工作单位和通讯单位。
随着传统化石能源的日益减少以及环境污染的日益加剧，新能源的开发和利用显得尤为重要。在稳定而持续利用新能源的过程中，电化学储能技术扮演了重要角色。其中，锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长且环境友好等特点而得到了广泛研究。但目前商业化的石墨负极材料存在着理论容量偏低的问题(372 mAh/g)，严重制约了高能量密度动力锂离子电池的发展。因此，开发新的具有高充放电容量、安全经济的负极材料,是目前锂离子电池研究领域的热点之一。曹晓雨教授团队利用金属有机骨架（MOFs）的高比表面积、多孔性和多功能性等特点，以ZIF-67作为前驱体在惰性气氛中合成了一系列具有特殊形貌的Co/NC纳米立方体负极材料，其具有高的表面积和丰富的介孔结构，可以显著提升锂离子的传输速率、提供更多的电化学活性位点。另外N-掺杂的碳网络也增强了材料在循环过程中的结构稳定性。最主要的是，通过原位XRD探索出了Co/NC纳米立方体的反应机理，即钴单质并不参与反应，但可提高材料的电导率。其中，700 ℃下煅烧的Co/NC材料具有非常优异的电化学性能，在1.0 A/g的电流密度下循环1000次后还具有434.5 mAh/g的可逆容量，而且具有高的赝电容贡献率。Co/NC纳米立方体与商品化的正极材料钴酸锂组装成全电池后也表现出了优异的电化学性能。由此，Co/NC纳米立方体材料具有成为新一代锂离子电池负极材料的潜力。该研究成果为碳/金属复合物在锂离子电池负极材料中的研究提供了思路，进一步推进了MOFs衍生材料在电化学储能中的应用。
该工作得到了国家自然科学基金、河南省高校科技创新团队支持计划、河南省高校科技创新人才支持计划及中原青年拔尖人才(自然科学和工程技术类)项目的资助。
