（通訊員：馮濤）碳材料（如碳納米管、多孔碳、石墨烯等）由于具有大的比表面積、優(yōu)異的電導(dǎo)率、及良好的生態(tài)相容性等優(yōu)點(diǎn)，在能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，高效且低成本制備比表面積大、活性位點(diǎn)豐富的碳材料仍是目前所面臨的挑戰(zhàn)之一。
近日，劉剛教授課題組在碳材料的制備與功能化應(yīng)用領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，相關(guān)工作發(fā)表在SCI期刊Journal of energy storage（3篇，影響因子為6.583）和Advances in Nano Research（影響因子為13.052）上。4篇論文的的第一作者均為課題組研究生（秦燦、馮濤、王順杰），通訊作者為8188www威尼斯劉剛教授，武漢工程大學(xué)8188www威尼斯為4篇論文的第一貢獻(xiàn)單位。
課題組開發(fā)了一種將生物質(zhì)廢棄物轉(zhuǎn)化為高效電極材料的方法。該方法將預(yù)碳化、水熱、化學(xué)活化/碳化有效的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了將生物廢棄物轉(zhuǎn)化為具有大比表面積的分級(jí)多孔碳，因而非常適合用作超級(jí)電容器的電極材料?？疾觳?yōu)化了制備過程參數(shù)，研究了不同制備工藝對(duì)多孔碳材料的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響。相關(guān)成果在Journal of energy storage上發(fā)表論文2篇：
(1).Hierarchical porous carbon derived fromGardenia jasminoidesEllis flowers for high performance supercapacitor,Journal of Energy Storage, 2021,33,102061.
(2).Synthesis of biomass-derived N,O-codoped hierarchical porous carbon with large surface area for high-performance supercapacitor,Journal of Energy Storage,2021,44,103286.
此外，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種利用層狀納米材料MoS2提高電極材料電化學(xué)性能的方法。制備的多孔碳/MoS2復(fù)合電極材料，在充放電過程中，隨著層狀MoS2被進(jìn)一步剝離，比電容逐漸升高。這種增加碳電極材料電化學(xué)性能的方法，可用于PAN衍生碳、PU衍生碳、及石墨烯等多種電極材料。所使用的層狀MoS2，通過固相剝離及后續(xù)離心分離而制得，與水熱法制備的MoS2相比，具有層數(shù)和尺寸可控的優(yōu)點(diǎn)（通過調(diào)控離心條件而控制）。論文詳細(xì)研究了電極材料的電化學(xué)性能，并對(duì)性能增強(qiáng)的機(jī)理作了初步的探討。該工作對(duì)推動(dòng)超級(jí)電容器的實(shí)際應(yīng)用、緩解能源危機(jī)問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。相關(guān)成果在Journal of energy storage上發(fā)表；
(3).Enhanced supercapacitive performance ofPANderived hierarchical porous carbon via hybridizing with MoS2nanosheets.Journal of Energy Storage, 2021, 40, 102695.
對(duì)于碳納米材料，如碳納米管、石墨烯而言，其分散狀態(tài)的好壞極大的影響最終產(chǎn)品的性能。因此，碳納米材料的分散是該領(lǐng)域極為重要的研究課題?；谡n題組前期的工作，劉剛教授指導(dǎo)課題組研究生撰寫的綜述發(fā)表在Advances in Nano Research上（影響因子為13.052）。論文詳細(xì)歸納了碳納米管的分散方法（如共價(jià)修飾和非共價(jià)修飾）以及利用碳納米管分散體通過溶液加工策略制備碳納米管/聚合物復(fù)合材料的研究進(jìn)展，同時(shí)討論影響碳納米管/聚合物復(fù)合材料性能的因素，并對(duì)未來的發(fā)展進(jìn)行展望。相關(guān)成果在Advances in Nano Research上發(fā)表。
(4).Research on the dispersion of carbon nanotubes and their applicationin solution-processed polymeric matrix composites: A review,Advances in Nano Research,2021, 10, 545.
課題組自2017年組建以來，以武漢工程大學(xué)為第一單位發(fā)表SCI論文十余篇，包括Advances in Nano Research(IF: 13.052);2D Materials(IF: 7.103);Journal of energy storage(3篇，IF: 6.583);ACS Applied Nano Materials(IF: 5.097)等。
在碩士生培養(yǎng)方面，課題組致力于為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)寬松愉快、互幫互助、團(tuán)結(jié)友愛的學(xué)習(xí)和科研環(huán)境；鼓勵(lì)學(xué)生多思、多看（文獻(xiàn)）、多練，循序漸進(jìn)的提高學(xué)生的科研素養(yǎng)及自身能力。在此指導(dǎo)思想下，課題組在研究生培養(yǎng)方面取得了較為突出的成果：已培養(yǎng)5名碩士研究生獲得碩士學(xué)位并以第一作者發(fā)表了高水平學(xué)術(shù)論文，其中3人的畢業(yè)論文被評(píng)為校優(yōu)秀碩士畢業(yè)論文；1人獲國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金，多人獲優(yōu)秀研究生稱號(hào)。
歡迎廣大學(xué)子加入本課題組攻讀碩士或博士學(xué)位。課題組負(fù)責(zé)人郵箱：[email protected]（審稿人：王濤）
