作者简介
代云茜 四川人,东南大学化学化工学院教授,博士生、硕士生、本科生导师。江苏省优秀博士学位论文奖获得者,入选江苏省“六大高峰”高层次人才、江苏省科协青年托举工程、东南大学优秀青年教师资助(A类)计划、东南大学“青年五四奖章提名” 。
多次在Chem. Rev.、 Chem. Soc. Rev.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.、J. Mater. Chem. A、Chem. Eng. J.、ACS Appl. Mater. Interfaces、 ChemSusChem等化学、材料类国际著名学术期刊发表论文,入选ESI热点、高被引论文,被包括Nat. Nanotechnol.、Nat. Chem.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.等期刊引用千余次。担任Nat. Comm.、Nano Lett.、J. Mater. Chem. A、ACS Appl. Mater. Interfaces等30余种著名学术期刊审稿人。主持国家自然科学基金3项等,参与国家、省部级项目十余项。
研究方向:
1、洁净能源、高效催化、环境领域的纳米纤维;
2、石墨烯等二维材料的微纳结构及表/界面效应;
3、基于表面等离子体激元特性纳米晶的光电、光热转化及调控。
课题组网站:http://sapi.x-mol.com/groups/Dai_yunqian
1.梯度排列的金/石墨烯多孔筛网,可在多个尺度上限域热量,用于太阳蒸发和反重力催化转化
将等离子纳米金颗粒锚定在石墨烯多孔片层上,可巧妙地通过等离子体耦合原位加热连续通过孔洞的海水。
梯度尺寸间距的金\石墨烯气凝胶孔道可快速地、同时将水集中至体块中心地热区,进一步提高界面蒸发效率。
提出通过高效光热蒸发来反重力催化转化重要的工业中间体,避免传统化学转化中效耗大量化石燃料的棘手问题。
全文链接:https://doi.org/10.1039/D0TA04986G
2.非接触式纤维状醋酸纤维素/铝柔性电子传感器,用于灵敏湿度检测
本工作利用仿真模拟快速筛选并制备柔性湿度传感智能膜,节省传统材料制备过程中的试错时间成本。
利用纤维阵列巧妙构造具有延展性的三维曲率微结构,解决电子传感柔性化和因材料机械性质不匹配带来的界面失稳问题。
柔性电子智能膜在室温湿度刺激下具有快速灵敏响应,具有人体湿度可视化监测潜力。
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.coco.2020.04.013
3.以金红石纳米棒修饰的TiO2纳米纤维作为高度均匀载体稳定超近相邻距离的3 nm Pt纳米颗粒及其在催化反应中的应用
在本研究中,采用金红石纳米棒来修饰TiO2纳米纤维的粗糙表面,以提高其表面的均匀性。
在TiO2纳米纤维的锚定作用下,这些金红石纳米棒在700 ℃条件下得到了很好的约束,避免了烧结重构,为稳定金属纳米颗粒提供了可靠的支撑。
高度均匀的催化体系被赋予减弱的烧结驱动力,使超近相邻距离的3 nm Pt纳米颗粒能够在氧化气氛下承受高达500 ℃的温度。
该抗烧结催化剂在高温下对液相加氢和气相氧化反应均显示出高活性。
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126013
4.基于石墨烯对TiO2纳米纤维上Al2O3异质结分层生长的无表面活性剂调控
本研究通过无表面活性剂的方法,利用石墨烯片作为可靠的催化剂,制备了一种基于Al2O3纳米片在TiO2纳米纤维上进行分层生长的新型异质结构。
通过在水热反应过程中简单地调节氧化石墨烯的含量,进而调控了Al2O3异质结在坚固的TiO2纳米纤维骨架上的生长动力学。
在受限生长空间中,由于表面能的降低,Al2O3倾向于沿着GO的富氧区域生长,其形貌由片状演变为毛刺状。
RGO与异质结的协同作用促进了有效的电子转移途径和多重光散射,进而促进了光电性能的提高。
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.coco.2020.100394.
5. 构建超薄CeO2 基管状纤维结构作为抗烧结Pt纳米粒子的新载体
采用单针头静电纺丝法制备了具有管状结构的介孔CeO2基纳米纤维
Al2O3/CeO2纳米纤维具有独特的管状纤维结构、双氧化物成分和强的金属-载体相互作用,能够在快速加热条件下稳定3 nm Pt纳米颗粒。
当煅烧温度为700 ℃时,Pt@Al2O3/CeO2催化剂的催化活性是具有类似中空结构的Pt@ Al2O3的13倍。
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2020.100333
6. 抑制表面引发晶粒生长的超热稳定Al2O3/TiO2纳米纤维作为抗烧结Pt纳米粒子的新载体
本研究报告了一种由静电纺丝法便捷制备TiO2和Al2O3混合物组成的热稳定陶瓷纳米纤维。
Al2O3自发地迁移到纤维表面,从而自然形成了纤维表面的异质颗粒结构。当用作载体时,Al2O3/TiO2纳米纤维通过利用保存良好的晶界和锐钛矿相,提高了对Pt纳米颗粒的抗烧结性能。
3 nm-Pt纳米颗粒在载体表面的相邻距离仅为4.56 nm时,仍能在高达500 ℃的烧结温度下保持稳定。
该抗烧结催化剂在高温下对液相加氢和气相氧化反应均显示出高活性。这种高效且热稳定的催化剂可进一步用于催化碳烟氧化,在尾气排放控制中具有广阔的应用前景。
全文链接:https://doi.org/10.1016/j.mtnano.2020.100088
7.基于N掺杂石墨烯气凝胶中梯度垂直通道实现高效和耐盐的太阳能蒸发
本研究报道了在环形三维气凝胶中构建梯度垂直通道的简便方法,该气凝胶基于多孔N掺杂还原氧化石墨烯(N-RGO)网格用于界面水蒸发。
在传统的冷冻干燥之前,通过在N-RGO水凝胶中引入浓度梯度的NH4OH(作为防冻剂)来构建有趣的梯度微通道。研究结果表明,具有环形光热结构的气凝胶可收集光而不受角度的影响,并显示出逐环的绝热和高的光热转换效率(74.8%)。
独特的3D梯度垂直微通道将水集中到高温区域并实现有效的界面蒸发,从而导致较高的蒸发速率(2.53 kg·m-2·h-1)和 太阳能到蒸气的转换效率(比传统蜂窝状气凝胶高41%)。
此外,在浓度和构型(即吡啶和石墨N)可控的N掺杂增强了水的输送和蒸发。气凝胶在高浓度盐水中循环5 h后表现出抗盐性,在腐蚀性液体和外部机械压缩下也表现出结构稳定性。
全文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.0c00853
8. 石墨烯调控海胆状Na2Ti3O7微球生长促进氨硼烷制H2
结构优化和表面工程是提高光催化剂性能的有效途径。在光催化剂的合成过程中,对其形态和组成的精确控制是很重要的,但也具有挑战性。
本研究在不使用任何表面活性剂的情况下,通过一锅水热反应制备了类似海胆的还原氧化石墨烯/钛酸钠(RGO/Na2Ti3O7)微球,具有良好的可重复性。
在可见光照射下,分层Na2Ti3O7与还原氧化石墨烯的耦合使得复合材料的禁带宽度变窄,显著提高了光电化学和光催化性能。
对于氨硼烷水解制H2, RGO/Na2Ti3O7的最大产氢率比Na2Ti3O7高2.73倍,这主要是因为其优异的光热效率高达67.2%。
全文链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.0c00071
9. 分级Al2O3/TiO2纳米纤维耦合3D光热气凝胶同时实现水蒸发和净化
由分级Al2O3/TiO2纳米纤维和还原氧化石墨烯(RGO)组装的新型超轻三维气凝胶,用于同步太阳能驱动蒸发和水净化。
亲水性Al2O3/TiO2纤维通道将石墨烯热点和水体连接起来,以保证充足的供水。Al2O3/TiO2纳米纤维具有隔热效果,有效地锁住了转化热,减少了太阳能损失。
在还原氧化石墨烯气凝胶中引入Al2O3/TiO2纳米纤维可以有效地实现界面蒸发,使水蒸发速度更快。
在强蒸汽产生的同时,原位Al2O3/TiO2纳米纤维通过光降解去除蒸汽内的污染物,实现污水净化,污染物去除率高91.3%。
全文链接: https://link.springer.com/article/10.1007/s42765-020-00029-9
10. 多孔陶瓷纳米纤维作为异相反应的新型催化剂
本文综述了近年来静电纺丝法制备多孔陶瓷纳米纤维的研究进展及其在异相催化反应中的应用。
在电纺陶瓷纳米纤维功能化方面,总结了利用相分离、模板法和同轴静电纺丝法的造孔途径,并阐述了将贵金属催化纳米粒子引入陶瓷纳米纤维的两种策略。
在异相催化应用方面,总结了多孔陶瓷纳米纤维作为一种新型的催化剂被广泛地应用于抗烧结催化剂、光催化反应、电催化反应、加氢反应、氧化反应及偶联反应。
最后,从四个方面对多孔陶瓷纳米纤维材料进行了展望:提高多孔陶瓷纳米纤维与贵金属纳米颗粒之间的相互作用、优化多级孔结构、增强纤维的机械强度,以及采用最新的原位表征技术动态研究异相催化反应中精细结构的演化机理。
全文链接: https://doi.org/10.1016/j.coco.2019.07.004
11. 石墨烯片耦合缺陷赤铁矿纳米结构提高光电电化学性能
本研究通过电纺丝和水热法结合便捷可控地获得了不同形貌的Fe2O3纳米材料。
通过控制水热溶液中无机物质的种类、浓度以及由此产生的离子强度,得到了四种不同纳米结构(纳米花、纳米立方体、不规则纳米颗粒和扁平纳米薄片)的赤铁矿。
与RGO薄片耦合后,Fe2O3纳米结构的尺寸减小,缺陷丰富,促进了光电性能的提高。
这种改进还应归因于RGO薄片作为一个桥梁,提高了电荷转移效率,并进一步减缓电子和空穴的重组,延长了电子寿命。
全文链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.9b01056
文献汇总:
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➣ 3. W. Fu,# Z. Li,# Y. Wang, Y. Sun, Y. Dai, Stabilizing 3 nm-Pt nanoparticles in close proximity on rutile nanorods-decorated-TiO2 nanofibers by improving support uniformity for catalytic reactions, Chemical Engineering Journal (2020), 126013.
➣ 4. Q. Zhan, # Y. N. Wu, # Y. P. Wang, S. T. Liu, X. Y. Meng, Y. M. Sun, Y. Q. Dai, Graphene-based modulation on the hierarchical growth of Al2O3 heterojunctions outside TiO2 nanofibers via a surfactant-free approach, Compos. Commun. 21 (2020), 100394.
➣5. Liu, S. #; Tian, J. #; Yin, K. #; Li, Z,; Meng, X.; Zhu, M.; Seeram, R.; Sun, Y.; Dai, Y.; Constructing fibril-in-tube structures in ultrathin CeO2-based nanofibers as the ideal support for stabilizing Pt nanoparticles. Materials today chemistry 2020. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2020.100333.
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➣8. Wu, Y.; Sun, Y.; Fu, W.; Meng, X.; Zhu, M.; Ramakrishna, S.; Dai, Y., Graphene-Based Modulation on the Growth of Urchin-like Na2Ti3O7 Microspheres for Photothermally Enhanced H2 Generation from Ammonia Borane. ACS Applied Nano Materials 2020, 3 (3), 2713-2722.
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➣11. Fu, W.#; Liu, K. #; Zou, X.; Xu, W.; Zhao, J.; Zhu, M.; Ramakrishna, S.; Sun, Y.; Dai, Y., Surface Engineering of Defective Hematite Nanostructures Coupled by Graphene Sheets with Enhanced Photoelectrochemical Performance. ACS Sustainable Chemistry & Engineering 2019, 7 (15), 12750-12759. (Featured in Supplementary Cover)