碳纳米笼——能源存储和转换的新平台

报告题目：碳纳米笼——能源存储和转换的新平台

报告人：胡征 教授 （南京大学化学化工学院，教育部介观化学重点实验室）

报告时间：2020年11月12日 下午14:30-15:30

报告地点：beat365 实验中心301

报告人简介：

胡征，南京大学教授、博导。国家杰出青年基金获得者，教育部长江学者特聘教授，教育部创新团队带头人，中国化学会高级会员。南京大学物理系获学士、硕士、博士学位(81-91)，南京大学化学系博士后(91-93)。先后在德国卡斯卢厄研究中心、英国剑桥大学、美国麻省理工学院（MIT）作博士后及华英学者。长期在化学、物理、材料的交叉学科领域进行探索，在纳米/介观结构新材料的生长机理、材料设计、能源应用及调控机制研究方面取得重要进展。在Acc. Chem. Res./Chem. Soc. Rev./Nat. Commun./JACS/Angew. Chem. Int. Ed./Adv. Mater./《中国科学》等学术刊物或专著章节发表论文300余篇，他引10000余次，获专利20余项，在国内外学术会议作大会报告、主题报告、邀请报告100余次，培养研究生80余名。先后主持自然科学基金重点/面上项目、杰出青年基金、国家纳米研究重大研究计划课题、863课题等科研和人才计划项目。曾获中国化学会青年化学奖、参获国家自然科学二等奖等奖励。现担任中国化学会第三十届理事会物理化学学科委员会委员，中国真空学会常务理事，《FlatChem》编辑(Elsevier)，《化学学报》等刊物编委。

摘要内容

过去的35年相继发现了富勒烯(1985)、一维碳纳米管(1991)、二维石墨烯(2004)和石墨炔(2010)，纳米碳材料成为当今最令人关注的前沿领域之一。我们课题组长期致力于能源纳米材料物理化学研究，在新型纳米碳材料的设计及能源应用、特别在介观结构碳纳米笼研究方面有长期积累。介观结构碳纳米笼由具有亚微米间隙的纳米片构成，纳米片则由作为构筑单元的纳米笼相互联结而成，在碳笼壳层上还有丰富的连通笼子内外的亚纳米通道（~0.6 nm）。不同于其它纳米碳材料，这类碳纳米笼新材料具有可资利用的内腔，并集成了微孔-介孔-大孔连通共存、比表面积高、易于掺杂调变等特点，可在液-固、气-固和电化学等多类反应中大大促进物质的交换和传递，已经成为开发先进能源转换和存储功能的新平台。本次演讲将着重介绍：①碳纳米笼新材料的制备科学，②以纳米笼构建负载型（从高分散到单原子）、限域型催化剂或作为无金属催化剂应用于能源转化，③以纳米笼为电极材料应用于能源存储（超级电容器、锂硫电池、锂离子电池等），还展望了面临的挑战和发展趋势。

图1 纳米碳材料的研究历程示意图。碳纳米笼正在成为纳米碳材料领域的一个新的分支。

参考文献

[1] Q. Wu, L. J. Yang, X. Z. Wang, Z. Hu, “From carbon-based nanotubes to nanocages for advanced energy conversion and storage”(Review). Acc. Chem. Res.2017, 50, 435.

[2] Q. Wu, L. J. Yang, X. Z. Wang, Z. Hu, “Carbon-based nanocages: a new platform for advanced energy storage and conversion” (Review). Adv. Mater. 2020, 32, 1904177.

[3] Q. Wu, L. J. Yang, X. Z. Wang, Z. Hu, “Mesostructured carbon-based nanocages: an advanced platform for energy chemistry” (Review) Sci. China Chem 2020, 65, 665.