梳理：樓雄文團隊成果精選

Alisa 4年前 (2019-02-09) 24487瀏覽

人物簡介

樓雄文教授，1978年出生于浙江金華，先后于2002和2004年在新加坡國立大學獲得一級榮譽學士學位和碩士學位，2008年在美國康奈爾大學獲得化學與生物分子工程專業博士學位，并因其出色的工作被授予Austin Hooey獎金和劉氏紀念獎，現為南洋理工大學化學與生物工程系教授。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的領域的應用，樓雄文教授專注于新能源材料與器件研究并取得了卓越的研究成果，于2017年入選英國皇家化學會會士Fellow of Royal Society of Chemistry (FRSC)、2013年獲得世界文化理事會特別榮譽獎World Cultural Council (WCC) special recognition award、同年獲得十五屆亞洲化學大會—亞洲新星、2012年獲得新加坡國家科學院—青年科學家獎等。2015年入選新加坡國家基金研究會評審員Singapore National Research Foundation (NRF) Investigatorship。樓雄文教授現為Science Advances副編輯、Journal of Materials Chemistry A副主編、Small Methods編委。共發表論文300余篇，累計引用次數超過63400次，H指數高達151。

為方便大家快速預覽近年來樓雄文教授和他的研究團隊的科研成果，小編匯總了在材料人上宣傳過的成果：

論文：

Angew. Chem. Int. Ed. :多層硫化鈷納米盒的構筑及其在鈉離子電池中的應用

新加坡南洋理工大學樓雄文教授、河南師范大學高書燕教授(共同通訊作者)等以金屬有機框架(MOF)為自犧牲模板，利用陰離子轉化和交換策略構筑了硫化鈷多層納米盒(MSNBs)，并在Angew. Chem. Int. Ed.上發表了題為“Synthesis of Cobalt Sulfide Multi-shelled Nanoboxes with Precisely Controlled Two to Five Shells for Sodium-Ion Batteries”的研究論文。通過改變溫度可以容易地控制納米盒的層數(2-5層)。作為鈉離子電池的負極時，所得硫化鈷多層納米盒的儲鈉性能顯著增強，例如，對于三層納米盒，在500 mA·g^-1的電流密度下100次循環后仍保留438 mAh·g^-1的高比容量。

文獻鏈接：Synthesis of Cobalt Sulfide Multi-shelled Nanoboxes with Precisely Controlled Two to Five Shells for Sodium-Ion Batteries (Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201812387)

Adv. Mater.：超小的MoOx團簇作為一種新型的共催化劑，促進光催化析氫反應

光催化裂解水通過產生清潔的氫燃料進而實現對光的高效利用。目前，半導體材料由于具有獨特的物理、化學和電學性質，而被科研工作者選擇作為光催化劑參與到光催化水裂解過程中。然而，大多數半導體材料的光生電子-空穴容易復合，進而限制了催化析氫效率。研究人員把共催化劑沉積在半導體光催化劑的表面上來解決這個問題。目前，鉑基共催化劑的性能最好，但它的實際應用受到了其較低地殼豐度和高昂成本限制。超小的金屬氧化物團簇共催化劑可以體現出量子效應，從而有潛力提高半導體光催化劑的活性。

近日，超小的MoO_x團簇作為一種新型的非貴金屬共催化劑，通過自下而上的方法被沉積在CdS納米線的表面上。負載在CdS表面的MoO_x團簇保持著前驅體(NH₄)₆Mo₇O₂₄中Mo-O團簇的基本構型，并極大地提高了CdS納米線的光催化析氫效率。相關工作發表于Adv. Mater. 上，通訊作者和第一作者分別為南洋理工大學的樓雄文教授和Huabin Zhang博士。

文獻鏈接：Ultrasmall MoOx Clusters as a Novel Cocatalyst for Photocatalytic Hydrogen Evolution（Adv. Mater.,2018,DOI:10.1002/adma.201804883）

J. Am. Chem. Soc.：Co9S8@ZnIn2S4分級異質結籠用于高效光催化劑產氫

來自新加坡南洋理工大學的樓雄文教授（通訊作者）在J. Am. Chem. Soc.發表文章，題為：Formation of Hierarchical Co₉S₈@ZnIn₂S₄ Heterostructured Cages as an Efficient Photocatalyst for Hydrogen Evolution。文中，作者展示出Co₉S₈@ZnIn₂S₄分級異質結構籠的設計合成及其光催化產氫性能。兩種光敏硫化物半導體被合理地集成到具有強耦合異質外殼和二維超薄亞單元的分級中空結構中。該特殊結構可有效促進光生電荷的分離和傳輸，大的表面積為光催化反應提供豐富的活性位點。由于獨特的結構和組成特點，Co₉S₈@ZnIn₂S₄分級中空異質結構在不使用任何助催化劑時表現出卓越的光解水活性（產氫速率為6250 μmol h^–1 g^–1）和良好的穩定性。

文獻鏈接：Formation of Hierarchical Co₉S₈@ZnIn₂S₄ Heterostructured Cages as an Efficient Photocatalyst for Hydrogen Evolution, (J. Am. Chem. Soc., 2018, DOI: 10.1021/jacs.8b07721)

Adv. Funct. Mater. : 鎳單原子表面修飾分級MoS2納米片及其增強電催化析氫性能

新加坡南洋理工大學樓雄文教授(通訊作者)等將孤立的鎳原子修飾生長在多通道碳納米纖維支撐的分層MoS₂納米片，充分證實了表面調控策略可有效地提高析氫活性，并在Adv. Funct. Mater.發表題為“Surface Modulation of Hierarchical MoS₂ Nanosheets by Ni Single Atoms for Enhanced Electrocatalytic Hydrogen Evolution”的研究論文。X射線吸收精細結構研究和密度泛函理論(DFT)計算表明，孤立的Ni原子修飾的MoS₂表面顯示出較高的氫結合能。得益于獨特的管狀結構和基面調控，所得MoS₂催化劑具有出色的析氫活性和穩定性。上述單原子修飾策略為調節電催化分解水和其他能源相關過程的本征催化活性開辟了新的途徑。

文獻鏈接：Surface Modulation of Hierarchical MoS₂ Nanosheets by Ni Single Atoms for Enhanced Electrocatalytic Hydrogen Evolution (Adv. Funct. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adfm.201807086)

Energy Environ. Sci. 樓雄文：通過模塊策略實現具有高效電催化氧還原活性的單原子催化劑的構筑

新加坡的南洋理工大學的樓雄文（通訊作者）等人發現，通過模塊化的構筑策略可以將具有特定配位構型的單原子Co催化活性中心根植于復合多級孔道結構的碳材料中（Co@MCM），進而實現高效的電催化氧還原活性。X射線吸收精細結構結果證明，模塊中的CoN₄配位構型可以很好的在碳基催化材料中得以保持。新構筑的Co@MCM不僅具有高效的CoN₄反應活性中心，而且具有高電導率和多級孔道結構，因此體現出優異的氧還原反應（ORR）活性。此研究成果不僅在為原子尺度上準確調控納米結構催化劑提供了一些基本的研究思路，而且揭示了催化活性增強的結構起源。相關成果以“A modular strategy for decorating isolated cobalt atoms into multichannel carbon matrix for electrocatalytic oxygen reduction”為題發表在Energy & Environmental Science上。

文獻鏈接：A modular strategy for decorating isolated cobalt atoms into multichannel carbon matrix for electrocatalytic oxygen reduction（Energy Environ. Sci., 2018, DOI: 10.1039/C8EE00901E）

J. Am. Chem. Soc.: ZnIn2S4-In2O3分級管狀異質結的構筑及其高效光還原CO2

新加坡南洋理工大學樓雄文教授(通訊作者)等合理設計并構筑了三明治型ZnIn2S₄-In₂O₃分級管狀異質結作為高效、穩定的光催化劑用于可見光還原CO₂，并在J. Am. Chem. Soc.上發表了題為“Construction of ZnIn₂S₄?In₂O₃ Hierarchical Tubular Heterostructures for Efficient CO₂ Photoreduction”的研究論文。這一獨特的設計將In₂O₃一維(1D)管狀結構和ZnIn₂S₄超薄二維(2D)納米片次級結構集于一體，促進了光生載流子的分離、遷移，提高了CO₂分子的吸附，并暴露了豐富的表面催化活性位點。受益于上述結構和組成特性，最優的ZnIn₂S₄?In₂O₃異質結光催化劑顯示出高CO₂脫氧還原活性和穩定，CO產率為3075 μmol·h^-1·g^-1。

文獻鏈接： Construction of ZnIn₂S₄?In₂O₃ Hierarchical Tubular Heterostructures for Efficient CO₂ Photoreduction (J. Am. Chem. Soc., 2018, DOI: 10.1021/jacs.8b02200)

Angew. Chem. Int. Ed. : NiCo2V2O8蛋黃-雙殼球的形成及其增強儲鋰性能

新加坡南洋理工大學樓雄文教授(通訊作者)等利用簡單的自模板策略構筑了化學成分復雜的NiCo₂V₂O₈蛋黃-雙殼結構金屬釩酸鹽納米材料，并在Angew. Chem. Int. Ed.上發表了題為“Formation of NiCo₂V₂O₈ Yolk-Double Shell Spheres with Enhanced Lithium Storage Properties”的研究論文。該論文被選為重點論文(VIP paper)。作者以Ni-Co甘油配合物球為前驅體，通過與VO₃^-進行陰離子交換反應以及煅燒處理合成NiCo₂V₂O₈ 蛋黃-雙殼球體(YDSSs)。憑借成分和結構上的優勢，上述NiCo₂V₂O₈ YDSSs作為鋰離子電池負極的儲鋰性能十分優秀。此外，在1.0 A·g^-1的高電流密度下，500次循環后仍保留高達1228 mAh·g^-1的可逆容量。

文獻鏈接： Formation of NiCo₂V₂O₈ Yolk-Double Shell Spheres with Enhanced Lithium Storage Properties?(Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201800363)

Angew. Chem. Int. Ed. :由超薄Ni-Fe LDH納米片組成的分級空心納米棱柱及其增強電化學OER活性

新加坡南洋理工大學樓雄文教授(通訊作者)等利用簡單的自模板策略制備了由超薄Ni-Fe LDH納米片組成的分級空心納米棱柱，并在Angew. Chem. Int. Ed.上發表了題為“Hierarchical Hollow Nanoprisms Based on Ultrathin Ni-Fe Layered Double Hydroxide Nanosheets with Enhanced Electrocatalytic Activity towards Oxygen Evolution”的研究論文。該論文被選為熱點論文，并被作為封面文章進行高亮。該工作首次將四方相鎳前驅體納米棱柱作為自犧牲模板。之后，上述鎳前驅體在硫酸亞鐵的水解中消耗，與此同時在其表面上將生長一層Ni-Fe LDH納米片。所得具有大表面積的Ni-Fe LDH空心棱柱，其電催化活性明顯提升，且具有較低的OER過電勢、較小的塔費爾斜率以及優異的穩定性。

文獻鏈接：Hierarchical Hollow Nanoprisms Based on Ultrathin Ni-Fe Layered Double Hydroxide Nanosheets with Enhanced Electrocatalytic Activity towards Oxygen Evolution?(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201710877)

Adv. Mater. : Co3O4@Co3V2O8復合中空結構的構筑及其儲鋰性能的研究

新加坡南洋理工大學樓雄文教授(通訊作者)等利用新型MOFs轉化策略制備了多層Co₃O₄@Co₃V₂O₈復合納米盒子，并在Adv. Mater.上發表了題為 “Construction of Complex Co₃O₄@Co₃V₂O₈ Hollow Structures from Metal-Organic Frameworks with Enhanced Lithium Storage Properties”的研究論文。上述策略依賴于ZIF-67與釩源(三異丙醇氧釩)的獨特反應。受益于其合成的通用性，研究人員可以實現包括三層和雙層Co₃O₄@Co₃V₂O₈納米盒子和單層Co3V₂O₈納米盒子等一系列納米中空結構的合成。將上述制備的中空結構用作鋰離子電池的電極材料時均顯示出優越的儲鋰性能。例如，在100 mA·g^-1的電流密度下，三層Co₃O₄@Co₃V₂O₈納米盒子循環100圈后仍具有高達948 mAh·g^-1的可逆容量。

文獻鏈接： Construction of Complex Co₃O₄@Co₃V₂O₈ Hollow Structures from Metal-Organic Frameworks with Enhanced Lithium Storage Properties (Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201702875)

J. Am. Chem. Soc. : In2S3?CdIn2S4分級異質結構納米管用于高效穩定可見光還原CO2

新加坡南洋理工大學樓雄文教授(通訊作者)等合理設計和制備了In₂S₃-CdIn₂S₄分級異相結構納米管作為高效、穩定的光催化劑用于可見光還原CO₂，并在J. Am. Chem. Soc.上發表了題為“Formation of Hierarchical In₂S₃-CdIn₂S₄ Heterostructured Nanotubes for Efficient and Stable Visible Light CO₂ Reduction”的研究論文。利用新型的自模板策略，以及連續的陰離子和陽離子交換反應，使兩種獨特的金屬硫化物半導體形成具有均勻異質界面和超薄二維(2D)納米片單元的分級管狀復合材料。因此，所制備的分級納米管可以促進光生載流子的分離、遷移，提高CO₂分子的吸附和富集，并提供豐富的活性位點參與表面氧化還原反應。受益于上述結構和組成特性，最優的In₂S₃-CdIn₂S₄分級納米管在無貴金屬助催化劑的可見光還原CO₂體系中顯示出高CO產率(825 μmol·h^-1·g^-1)和優異的穩定性。

文獻鏈接：Formation of Hierarchical In₂S₃?CdIn₂S₄ Heterostructured Nanotubes for Efficient and Stable Visible Light CO₂ Reduction (J. Am. Chem. Soc., 2017, DOI: 10.1021/jacs.7b10733)

Angew. Chem. Int. Ed. : 介孔碳@氮化鈦空心球作為高效SeS2載體用于先進Li-SeS2 電池

新加坡南洋理工大學樓雄文教授(通訊作者)等揚SeS₂之長，避SeS₂之短，設計并合成了一種中空介孔碳@氮化鈦(HMC@TiN)作為SeS₂載體用于Li-SeS₂電池負極材料，在Angew. Chem. Int. Ed.上發表了題為“Mesoporous Carbon@Titanium Nitride Hollow Spheres as an Efficient SeS₂ Host for Advanced Li-SeS₂ Batteries”的研究論文。該論文被選為熱點論文。受益于空心介孔碳和TiN的物理和化學雙重誘捕，HMC@TiN/SeS₂正極活性物質的利用率較高，循環穩定性良好。此外，在高負載量電極的情況下，其面積容量較高(4 mAh·cm^-2)且電池性能穩定。

文獻鏈接： Mesoporous Carbon@Titanium Nitride Hollow Spheres as an Efficient SeS₂ Host for Advanced Li–SeS₂ Batteries?(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201709176)

Angew.Chem. Int. Ed.：基于CoS2修飾多通道碳纖維的自支撐SeS2正極用于提高鋰存儲性能

南洋理工大學的樓雄文教授在Angewandte Chemie-International Edition上發表題為“A Freestanding Selenium Disulfide Cathode Based on Cobalt Disulfide-Decorated Multichannel Carbon Fibers with Enhanced Lithium Storage Performance”的文章，報道了一種CoS₂納米顆粒修飾的蓮藕型碳纖維網絡（CoS₂@LRC）作為SeS₂的宿主材料以提高鋰的存儲性能。該整體電極由三維交聯多通道的碳纖維組成，其中不僅可以容納高含量的SeS₂（70wt%），而且保證了電子和離子快速傳輸，因此實現高的容量利用率，在0.2A/g電流密度下可達1015mAh/g。

文獻鏈接：A Freestanding Selenium Disulfide Cathode Based on Cobalt Disulfide-Decorated Multichannel Carbon Fibers with Enhanced Lithium Storage Performance （Angew.Chem. Int. Ed.，2017，DOI：10.1002/anie.201708105）

Angew. Chem. Int. Ed.：碳包覆的超薄SnS納米片組裝多級結構納米管用于鈉的快速存儲

來自南洋理工大學的樓雄文教授與浙江大學的遇鑫遙研究員（共同通訊作者）、何佩雷（第一作者）在Angewandte Chemie International Edition上發表了題為“Hierarchical Nanotubes Constructed by Carbon-Coated Ultrathin SnS Nanosheets for Fast Capacitive Sodium Storage”的文章。文中介紹了一種簡單的模板法制備方法，最終合成了由SnS超薄納米片組裝成的多級結構納米管材料。同時，為了進一步提升材料的電化學性能，在反應體系中加入了葡萄糖，從而在SnS納米管表面包覆碳層（記為SnS@C納米管）。基于這樣的獨特結構優勢，SnS@C納米管表現出循環穩定性好、倍率性能好等優異的儲鈉性能。???

文獻鏈接：Hierarchical Nanotubes Constructed by Carbon-Coated Ultrathin SnS Nanosheets for Fast Capacitive Sodium Storage（2017，Angewandte Chemie International Edition，DOI：10.1002/anie.201706652）

Angew. Chem. Int. Ed.：一種用以制備實用鈉離子電池高能量負極的P2-Na0.7CoO2微球

全球源自可持續能源轉化為的電能需求的增長促進了廉價、高效儲能體系的發展。作為儲能方式之一的鈉電，由于低廉的價格、與商業化應用程度較高的鋰電相似的化學/電化學儲存機理和豐富的鈉離子儲量而備受關注。其中，負極材料成為限制鈉離子電池發展的一個關鍵點。層狀金屬氧化物因其豐富的儲量和多類電化學元素被認為是一類有望作為合適電化學負極的材料。層狀金屬氧化物可以分為兩類：O3和P2。O3材料具有穩定的能夠供Na⁺脫嵌的結構，但其比容量幾乎無法超過120mAhg^-1，P2類型的負極材料可以提供更高的比能量，但因其電化學反應過程中多相變化，循環穩定性通常無法得到保證。迄今為止，O3類型氧化物的改性多集中在活性金屬邊界和比例的調控，反應機理和結構分析的表征，鮮有在形貌對于電化學活性影響方面的研究。

新加坡南洋理工大學樓雄文課題組研究了一種通過兩步自模板法制備制備P2-Na_0.7CoO₂微球的方法。CoCO₃經由優化的水熱法和空氣中煅燒之后轉化為Co₃O₄微球。隨后在較高溫度下，Co₃O₄微球與一定量的Na₂CO₃反應生成P2-Na_0.7CoO₂。即使經過高溫煅燒，P2-Na_0.7CoO₂納米顆粒仍然能夠保持球面形貌。這種微球展現了優異的儲鈉性能，出色的倍率性能和循環性能。

原文鏈接：A Practical High-Energy Cathode for Sodium-Ion Batteries Based on Uniform P2-Na0.7CoO2 Microspheres
（Angew. Chem. Int. Ed.，2017，DOI: 10.1002/anie.201702024 ）?

Angew.Chemie.:以雙金屬沸石咪唑酯骨架制備雙殼層鋅鈷硫化物十二面體籠的混合超級電容器

在諸多電化學儲能裝置中，混合電容器（HSCs）由于高能量密度，快速充放電的特點和出色的循環穩定性而收到重視。過渡金屬硫化物材料由于高的比容量，豐富的還原位點和能提高的電導性成為受到關注的重點。混合金屬硫化物在重放電過程中能夠實現不同離子之間的轉換以及結構上的電子導通的改善。對電池類型電極的設計能夠有效地提高材料的電化學性能。表現有高比表面積，豐富的活性位點，電荷轉移路徑變短的中空結構在許多能量存儲行管領域都有體現。在各種中空結構中，多殼層中空結構比單殼層結構具有更好的電化學性能。相鄰的殼層結構能夠相互作用，最終提高活性物種的數量以及材料的循環性能。

新加坡南洋理工大學樓雄文（通訊作者）教授課題組采用結合化學刻蝕和硫化過程的方法，以雙金屬鋅基和鈷基沸石結構正十二面體為原料，制備雙殼層鋅-鈷硫化物正四面體籠材料，這種材料在1Ag-¹的電流密度下，具有1266Fg^-1的比電容，10000次循環容量保有量為91%的出色循環穩定性。

原文鏈接：Formation of Double-Shelled Zinc–Cobalt Sulfide Dodecahedral?Cages from Bimetallic Zeolitic Imidazolate Frameworks for Hybrid?Supercapacitors

Energ. Environ. Sci.：高電容性能空心粒子基氮摻雜碳納米纖維的制備

一維中空的碳納米材料的制備常常采用模版法，工藝繁瑣。如果要實現氮摻雜，則需要進行更復雜的化學反應。最近，新加坡南洋理工大學的樓雄文教授、Le Yu（共同通訊）等在Energy & Environmental Science上發表題為“Designed formation of hollow particle-based?nitrogen-doped carbon nanofibers for?high-performance supercapacitors”的文章。采用一種簡單的靜電紡絲和高溫碳化方法，成功合成了空心粒子基氮摻雜碳納米纖維（HPCNFs-N）。這種材料電容性能優異，具有高比電容（在1.0A g^-1下為307.2F g^-1，在50.0A g^-¹下為193.4F g^-1），高的能量/功率密度（最大能量密度為10.96 W h kg^-¹，功率密度為25 000 W kg^-¹），且循環穩定性好，在10000次循環中僅有1.8％的電容損耗。

文獻鏈接：Designed formation of hollow particle-based nitrogen-doped carbon nanofibers for high-performance supercapacitors（Energ. Environ. Sci., 2017，DOI：10.1039/C7EE00488E）

Angew. Chem. Int. Ed.： NiCoP/C納米盒子用于析氧反應，具備增強析氧催化活性

Angewandte Chemie International Edition刊登了一篇題為“Carbon-Incorporated Nickel – Cobalt Mixed Metal Phosphide Nanoboxes with Enhanced Electrocatalytic Activity for Oxygen Evolution”的文章，報道了南洋理工大學化學與生物工程學院的樓雄文教授 (通訊作者) 課題組關于磷化鎳鈷中空結構在電催化中的最新成果。研究人員利用ZIF-67立方體顆粒為先驅體，通過金屬有機骨架（MOF）策略合成了含碳的鎳鈷雙金屬磷化物納米盒子（NiCoP/C），并對其電化學性能進行了測試——析氧反應（OER）。由于其獨特的中空納米結構和組成成分，NiCoP/C納米盒子表現出了較強電催化活性，僅僅在330 mV的過電勢下，電流密度就可達到10 mA·cm^-2。此外，該材料在OER反應中的穩定性也大為增強，相同條件下，優于具備同種結構的NiCoP納米盒子和雙層氫氧化鎳鈷（Ni-Co LDH）納米盒子（作為對比）。

文獻鏈接：Carbon-Incorporated Nickel–Cobalt Mixed Metal Phosphide Nanoboxes with Enhanced Electrocatalytic Activity for Oxygen Evolution(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI:?10.1002/anie.201612635)

Adv. Mater. 超級電容器中利用連續離子交換法挑戰特定納米顆粒合成難題

來自新加坡南洋理工大學化學與生物工程學院的樓雄文教授 和中國科學院長春應用化學所究所宋術巖研究員(共同通訊作者)展示了連續離子交換法制備一種與眾不同結構的納米顆粒——洋蔥狀中空結構外殼型的過渡族金屬硫化物，所使用的前驅體也是洋蔥狀金屬氧化物顆粒。該實驗中使用的連續離子交換反應可以同時實現結構和組成的控制。先通過Co₃O₄和S^2?的離子交換反應，使洋蔥狀的Co₃O₄顆粒轉變成Co₄S₃顆粒，再通過與Ni²⁺陽離子連續的離子交換反應形成NiCo₂S₄顆粒。當復雜的洋蔥狀NiCo₂S₄納米顆粒作為作為電極材料時，在電容量和循環穩定性上都做出了出色的貢獻，與陰極活性碳材料搭配組合成超級電容器時，器件的功率容量、能量密度和循環穩定性都表現良好。

文獻鏈接：Formation of Onion-Like NiCo2S4 Particles via Sequential Ion-Exchange for Hybrid Supercapacitors（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201605051）

Angew. Chem. Int. Ed.：水熱法輔助制備三殼MoO2/C中空球

Angewandte Chemie International Edition發表刊登了題為“Formation of Triple-Shelled Molybdenum-Polydopamine Hollow Spheres and Their Conversion to MoO₂/Carbon Composite Hollow Spheres for Lithium-Ion Batteries”的文章，報道了南洋理工大學樓雄文教授課題組（通訊作者）關于MoO₂基負極的最新成果。研究人員采用Mo-甘油酸鹽（MoG）作為前驅體，通過簡易的水熱法制得三殼Mo-多巴胺（Mo-PDA）中空球。在本文中詳細研究了三殼中空球的形成機理并提出連續自模板機理。同時探究氨水在該體系中起到的重要作用，通過調節氨水的量可控制MoG實心球的大小以及Mo-PDA中空球的殼層數（1~4）。三殼Mo-PDA中空球進一步煅燒后得到的三殼MoO₂/C中空球表現出優越的電化學性能。

文獻鏈接：Formation of Triple-Shelled Molybdenum-Polydopamine Hollow Spheres and Their Conversion to MoO₂/Carbon Composite Hollow Spheres for Lithium-Ion Batteries? (Angew. Chem. Int. Ed., 2016, DOI: 10.1002/anie.201608410 )

Nature子刊：TiO@C空心球包裹硫的正極材料用于高性能鋰硫電池

ncomms13065-f1

新加坡南洋理工大學樓雄文課題組及北京計算科學研究中心劉利民課題組報道了一種用于高性能鋰硫電池的TiO@C空心球包裹S的正極材料。TiO@C納米空心球具有很好的導電性能和很強的吸附聚合硫化物的能力，所以在電極材料中能提供良好的導電性并有效地限制了聚硫化物的溶解。除此之外，在復合正極材料結構上的特殊設計也使聚硫化物的上限容量達到最大化，從而阻礙了聚硫化物向外流失。

文獻鏈接：A sulfur host based on titanium monoxide@carbon hollow spheres for advanced lithium-sulfur batteries?（Nat. Commun.，2016，DOI:10.1038/ncomms13065）

Adv.Energy Mater. 南洋理工大學將Sn納米顆粒封在非晶碳納米管中制備高性能鋰電池負極材料

南洋理工大學樓雄文教授（通訊作者）等人采用簡單的模板法，使用MnO_X納米線作為可去除的模板，將Sn納米顆粒封裝于非晶碳納米管中(表示為Sn@aCNT，下同)。用作鋰離子電池負極材料時，Sn@aCNT復合材料均勻分布且具有堅固的aCNT網絡結構，表現出長久的循環穩定性和高倍率性能。當電流密度為0.2 A g^?1時，100次循環后其比容量依然高達749 mA h g^?1。最重要的是，Sn@aCNT電極具有優異的高倍率性能，在1.0 A g^?1電流密度下，達到500次循環時，比容量為573 mA h g^?1。就比容量、循環性能和倍率性能而言，Sn@aCNT的電化學性能是Sn基電極材料中最好的。

文獻鏈接：Encapsulating Sn Nanoparticles in Amorphous Carbon Nanotubes for Enhanced Lithium Storage Properties?(Adv. Energy Mater., ?2016, ?DOI:?10.1002/aenm.201601177)

Angewandte Chemie-具有分層管道結構的中孔Co3O4和碳納米管復合材料作為鋰離子電池負極材料

隨著新能源汽車的飛速發展，作為電動汽車關鍵技術之一的鋰離子電池在性能上也需要革新。傳統的鋰離子電池使用石墨作為負極材料，但是石墨的理論比容量只有372mAh/g，且倍率性能并不理想，在未來可能難以滿足高性能電動汽車動力電池的要求。Co₃O₄作為一種金屬氧化物，可以用于鋰離子電池負極材料，由于其具有8電子轉移反應，理論容量是石墨的3倍，因此成為未來鋰離子電池負極材料的潛在替代者。

近日，新加坡南洋理工大學樓雄文課題組巧妙地使用多步驟法合成了具有分層管道結構的中孔Co₃O₄和碳納米管復合材料作為鋰離子電池負極材料，該獨特的納米構造很好地緩解了金屬氧化物負極的體積膨脹和電子電導率低的問題。

文獻鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201600133/full

綜述文獻：

AM綜述：復雜中空納米結構的合成及其在能源領域的應用

中空納米結構（hollow nanostructures）在先進能源儲存和轉化領域有著潛在的應用前景。為了滿足日益增加的對可再生和可持續能源的需求，在過去的十多年里，大量的研究通過操縱控制幾何形貌、化學組成建構模塊以及內部構造來探索高度復雜的中空納米結構的設計和合成。近期，新加坡南洋理工大學的樓雄文教授（通訊作者）等人在著名材料類期刊Advanced Materials上發表了題為“ Complex Hollow Nanostructures: Synthesis and Energy-Related Applications”的綜述文章。該篇綜述從分類、設計與合成以及其在能源領域的相關應用等方面全面回顧了復雜中空納米結構的研究進展并且重點介紹了該結構在應用上的潛在優勢。此外，也對目前面臨的挑戰和未來的發展方向做出了闡述。

文獻連接： Complex Hollow Nanostructures: Synthesis and Energy-Related Applications(Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201604563)

EES 綜述：結構決定性能——納米中空結構助力先進鋰硫電池發展