本文主要梳理了新加坡南洋理工大学楼雄文教授团队2022年1-3月份重要科研成果。
楼老师现为新加坡南洋理工大学教授，连续多年入选Clarivate Analytics “高被引科学家”名单(化学与材料科学领域)。
主要研究方向是金属氧化物框架结构（MOF）材料合成与在能源与环境相关领域的应用，具体可分为电催化、光催化、电池及电容器等能源转化及存储领域。
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1. Sci. Adv.：基于锡纳米颗粒原位修饰的氮掺杂碳多级中空纤维载体
➣新加坡南洋理工大学楼雄文教授和北京化工大学于乐教授设计制备了锡纳米颗粒原位修饰的氮掺杂空心碳球连接而成的三维复合纤维网络（Sn@NHCF）作为锌金属负极的载体。
➣在静电纺丝过程中，SSR空心球在聚丙烯腈(PAN)内自组装，形成分层纤维 （SSR@PF）。由空心碳球交联而成的三维导电框架可以降低局部电流密度，从而实现均匀的电场分布。
➣分级中空纤维结构有效降低沉积/剥离过程中的结构应力、缓解体积膨胀、增强结构稳定性。
➣Sn@NHCF-Zn电极在对称电池和全电池中表现出优异的可逆性和良好的循环稳定性。
DOI:DOI: 10.1126/sciadv.abm5766
2. Adv. Mater.：嵌入亲锌铜纳米盒的氮掺杂碳纤维实现稳定的锌负极
➣南洋理工大学楼雄文教授和北京化工大学于乐教授合理设计并开发了一种由嵌入Cu纳米盒的N掺杂碳纤维(Cu NBs@NCFs)组成的三维多功能材料。
➣在静电纺丝过程中，CuS NBs与PAN组装形成CuS NBs@PAN纤维。随后在氩气/H2中退火后，所获得的Cu NBs@NCFs保持了直径在1.0-1.5 μm范围内的一维纤维状形貌。
➣三维大孔结构和空心结构可以降低局部电流密度，缓解循环过程中的体积变化。亲锌Cu和原位形成的Cu – Zn合金可作为均匀形核位，使Zn形核过电位减小，进一步引导Zn均匀致密沉积。
DOI: 10.1002/adma.202200342
3. Angew：负载单镍原子的 N 掺杂高石墨碳海胆状空心结构用于高效 CO2 电还原
➣通过一种新颖的镍催化和镍模板化策略，制备了具有丰富可接近单镍位点(Ni-NC(HPU))的空心多孔海胆样N掺杂碳结构。
➣表面上独特的空心刺，较高的可达表面积和良好的导电性可实现有效的电子/质量传递，并为高效的 CO2电还原提供了大量的单镍位点。
➣结果表明，Ni-NC(HPU)催化剂在CO2电还原方面表现出了良好的活性和稳定性。
➣此外，这种合成策略还可以很容易地扩展到制备具有类似组件的不同空心多孔结构，如线状和球状结构。
DOI: 10.1002/anie.202201491
4. Science：自组装单分子层技术构建超长寿命的锂金属电池
➣浙江工业大学陶新永教授与南洋理工大学楼雄文教授合作设计了具有高密度和长程有序极性羧基的自组装单分子膜（SAMs）。
➣将SAMs连接在氧化铝涂层的隔膜上，以提供强的偶极矩，从而提供过剩的电子加速Li双(三氟甲磺酰亚胺)酰亚胺中碳-氟键断裂的降解动力学，从而构建了化学稳定的锂金属电池。
➣本工作制备了富锂氟化锂(LiF)纳米晶的SEI膜，促进了Li+的快速转移，抑制了锂枝晶的生长。
➣在高负荷、有限的锂过量和贫电解液条件下，SAMs赋予了全电池更高的循环性能。
DOI: 10.1126/science.abn1818
5. Adv. Sci.：用于电化学水分解的中空纳米结构的设计与合成
➣楼雄文教授和北京化工大学于乐教授总结了作为先进水分解电催化剂的微/纳米结构中空材料的结构设计方面的一些最新进展。
➣重点介绍了高效中空析氧/析氢电催化剂的设计原则和相应策略。
➣综述了目前国内外关于具有不同结构设计和功能的中空催化剂的研究，包括具有单壳、多壳和开放结构的直接中空催化剂和基于中空主体的异质结构的中空催化剂。
➣最后，从个人的观点出发，对中空电催化裂解水的研究方向进行了展望。
DOI: 10.1002/advs.202105135
6. Joule：单原子催化剂用于光催化能量转换
➣南洋理工大学楼雄文教授和阿卜杜拉国王科技大学张华彬教授综述了单原子催化剂（SACs）光催化的原理，以全面了解其工作机理，从而促进更高效单原子光催化剂的合理设计与制备。
➣本文综述了近年来用于光催化能量转换系统的SACs的研究进展和面临的挑战。系统地探讨了单原子光催化的电荷分离/转移和分子吸附/活化的基本原理。
➣作者通过举例阐明了单原子金属位点促进表面电荷分离/传输的机理以及单原子光催化中分子的吸附和活化。还全面介绍了 SAC 在各种光催化反应中的广泛应用。
DOI: 10.1016/j.joule.2021.12.011
文章链接：http://www.espun.cn/News/Detail/48450
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