日前，鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院邵國勝教授團隊張鵬教授課題組在納米纖維基光電催化材料領(lǐng)域取得系列重要進展，相關(guān)成果分別發(fā)表在國際一流期刊《Advanced Science》《Advanced Functional Materials》《InfoMat》《Nano Research》《Carbon Energy》之上，鄭州大學(xué)為第一單位和通訊單位。

功能納米纖維材料具有比表面積大、孔隙率高、孔道連通性好等特點，在清潔能源存儲和轉(zhuǎn)化領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，成為當(dāng)前纖維材料領(lǐng)域研究的重點和前沿。邵國勝教授團隊基于功能納米纖維的可控制備，在光電催化等領(lǐng)域取得系列進展。

光生電荷在異質(zhì)界面間的轉(zhuǎn)移行為是光電催化領(lǐng)域的研究熱點之一。研究團隊利用靜電紡絲的方法構(gòu)筑纖維基異質(zhì)光催化材料，基于多物理場耦合的X射線光電子能譜（XPS），通過對比光照前后的元素結(jié)合能變化，揭示了結(jié)合能變化與波長的關(guān)系，并量化了界面間光生電子的轉(zhuǎn)移數(shù)。文章發(fā)表在期刊《Advanced Science》，博士研究生李雨坤為第一作者，張鵬教授為論文通訊作者（全文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202205020）。

針對鋰硫電池用電催化劑中多硫化鋰穿梭效應(yīng)嚴重而影響商業(yè)化這一問題，研究團隊采用靜電紡絲的方法構(gòu)筑纖維基異質(zhì)電催化材料，提出了一種適用于高面比容量鋰硫電池的“三區(qū)域”策略：包括硫源區(qū)、多硫化鋰電催化區(qū)和多功能屏蔽區(qū)。文章發(fā)表在期刊《Advanced Functional Materials》，博士研究生侯若晗為第一作者，邵國勝教授和張鵬教授為論文共同通訊作者（全文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202200302）。

為了進一步優(yōu)化纖維基電催化材料的空間分布，改善鋰硫電池的體積能量密度，研究團隊利用靜電紡絲技術(shù)和高通量等離子體增強化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)了氮摻雜碳納米纖維單側(cè)非對稱石墨烯層的直立生長。文章發(fā)表在期刊《InfoMat》，博士研究生張永上為第一作者，張鵬教授為論文通訊作者（全文鏈接：https://doi.org/10.1002/inf2.12294）。

將純沸石咪唑骨架(ZIFs)衍生材料直接應(yīng)用于ORR仍然是一個重大挑戰(zhàn)。研究團隊通過一步靜電紡絲法制備串珠狀鈷-氮共摻雜的碳納米籠/碳納米纖維(Co-N-C/CNF)復(fù)合電催化劑，表現(xiàn)出優(yōu)異的ORR性能。文章發(fā)表在期刊《Nano Research》，碩士研究生張博和趙藝閣副教授為共同第一作者，張鵬教授為論文通訊作者（全文鏈接：https://doi.org/10.1007/s12274-022-4972-4）。

高效的電催化劑對于改善多硫化鋰穿梭效應(yīng)和實現(xiàn)高性能的柔性鋰硫電池是必不可少的。研究團隊使用靜電紡絲的方法制備了負載電催化劑的碳納米纖維，并通過原位觀測和調(diào)控的方法，首次為相調(diào)控工程確定了截止電壓與相結(jié)構(gòu)之間的明確函數(shù)關(guān)系。文章發(fā)表在期刊《Carbon Energy》，碩士生研究生王云克和趙藝閣副教授為共同第一作者，張鵬教授為論文通訊作者（全文鏈接：https://doi.org/10.1002/cey2.255）。

以上研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家博士后基金、河南省優(yōu)秀青年基金、河南省高校創(chuàng)新人才項目和鄭州大學(xué)優(yōu)秀青年人才創(chuàng)新團隊計劃等資助。