2023年11月24日，ACS宣布旗下TOP期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》）在线发表了云南师范大学物理与电子信息学院朱挺教授与中南大学孙焱焱博士的最新研究成果《Construction of Cu2O@CoFe LDH Heterojunctions as Bifunctional Photoelectrodes for Light-Enhanced Electrochemical Water Splitting》.云南师范大学物理与电子信息学院朱挺教授为第一作者兼通讯作者。

Abstract

Hierarchical structured p–n heterojunctions comprising cuprous oxide nanowire cores (Cu2O NW) and CoFe-layered double hydroxide (CoFe LDH) nanosheet shells on copper foam (CF) substrates were constructed by in situ wet–chemical reactions with subsequent electrodeposition. The synergistic effect of the superior light-harvesting ability of Cu2O and the built-in electric field generated by the Cu2O/CoFe LDH p–n heterojunction is verified to facilitate the efficient separation of photogenerated electrons and holes by promoting the rapid transfer of photogenerated charge carriers. Benefiting from the advantages above, the optimal CF@Cu2O NW/LDH-3 exhibits light-enhanced catalysis toward the hydrogen evolution reaction (maximum enhancement of 14.4%) and oxygen evolution reaction (maximum enhancement of 7.4%) for water splitting. Moreover, the alkaline electrolytic cell based on the optimal CF@Cu2O NW/LDH-3 requires an operating potential of only 1.62 V to drive a high current density of 100 mA cm–2 under illumination. Meanwhile, a current density retention of up to 91.62% can be reserved after a stability test for 24 h. This work provides ideas for the design of transition metal-based catalytic materials for photodriven electrochemical water splitting.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.3c05530

扩展阅读：

朱挺，博士，浙江桐庐人，云南师范大学高层次引进人才，云南省“兴滇英才支持计划”青年人才（2022），云南省光电信息技术重点实验室、可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室成员。主要从事光伏/光电/储能材料与器件的协同与一体化应用研究(将光能运用于锂/钠/锌离子电池、锌空电池、超级电容器、电催化等)，已在包括Adv. Energy Mater. (IF=29.69), InfoMat (IF=24.79), Nano Energy (IF=19.06), Small (IF=15.15), J. Mater. Chem. A (IF=14.51), Chem. Eng. J. (IF=16.74), Sci. China Mater. (IF=8.64)等知名期刊发表论文60余篇，其中11篇曾入选ESI高被引论文（一作/通讯6篇），谷歌学术显示所有论文总被引用超过5700次，H因子为34；研究成果已申请多项国家发明专利，其中获得授权6项；主持国家自然科学基金地区科学基金、云南省自然科学基金面上项目、湖湘高层次人才聚集工程创新人才科研项目（湖南省），参与国家自然科学基金重点项目、湖南省自然科学基金创新研究群体项目；曾入选湖南省百人计划青年人才项目（2017），为中国化学会会员、中国化工学会化工新材料委员会会员；担任中国有色金属学会主办期刊《Rare Metals》青年编委，同时担任《Energy & Environmental Science》（IF=39.71）、《Advanced Materials》（IF=32.08）、《Journal of Materials Chemistry A》(IF=14.51)等能源与材料类顶级期刊审稿人，并获2020年度《Journal of Materials Chemistry A》杰出审稿人称号。多次受邀参加国内外学术会议作报告，并获国际先进材料协会(IAAM，瑞典)颁发的年度学术奖章等多次学术奖励，入选中国化学会2019年度“中国青年化学家元素周期表”代言活动。

教育经历

2019.6-2019.9

美国加州大学河滨分校 | 化学系 | 访问学者

2009.8-2014.1

新加坡南洋理工大学 | 化学与生物医学工程| 博士研究生毕业| 博士学位

2007.9-2009.7

四川大学 | 生物医学工程| 硕士研究生毕业| 硕士学位

2003.9-2007.7

四川大学 | 材料化学| 大学本科毕业| 学士学位

工作经历

2021.12-至今

云南师范大学 副教授

2017.1-2021.12

中南大学 教授（特聘序列）

2014.1-2017.1

新加坡国立大学 博士后

2013.9-2014.1

新加坡国立大学 研究工程师

2013.3-2013.7

东莞新能源科技（ATL）| 锂离子电池设计工程师

研究方向

（1）纳米级过渡金属基功能复合材料的可控制备

（2）新型光电双功能复合电极材料在锂/钠/锌离子电池、锌空电池、超级电容器等储能器件中的应用

（3）过渡金属基复合材料在光/电催化中的应用

十篇代表性论文（以一作或通讯作者身份公开发表）

(1)光辅助充电赝电容材料与器件：T. Zhu,* Z. L. He, Z. Y. An, R. T. Xu, Y. G. Li, R. J. Zhe, H. E. Wang * and H. Pan,* Enhancingsolar energy harvest by Cu2S/CuCl heteroarrays withenriched sulfur vacancies for photo-rechargeablepseudocapacitors,Science China Materials, 2023, in press.(IF=8.64)

(2)光辅助充电赝电容研究：T. Zhu,* J. Pan, Z. Y. An, R. J. Zhe, Q. H. Ou and H. E. Wang,* Bifunctional NiCuOxphotoelectrodes to promotepseudocapacitive charge storage by in situphotocharging,Journal of Materials Chemistry A, 2022, 10, 20375–20385.(IF=14.51,Top期刊，入选JMCA HOTpapers)

(3) MOF基复合氧化物用于赝电容储能：Y. F. Ren, Z. L. He, H. Z. Zhao, and T. Zhu*, Fabrication of MOF-derived mixed metal oxides with carbon residues for pseudocapacitors with long cycle life,Rare Metals, 2022, 41, 3, 830-835. (IF=6.31,中国科技期刊卓越行动计划梯队期刊)

(4)光辅助充电赝电容电化学储能：Y. F. Ren, T. Zhu,* Y. D. Liu, Q. B. Liu,* and Q. Y. Yan*, Direct Utilization of Photoinduced Charge Carriers to Promote Electrochemical Energy Storage,Small,2021, 17, 21, 2008047. (IF=15.15,Top期刊，获选内封面论文)

(5)多元硫化物用于赝电容储能与热蒸发：T. Zhu,* Z. L. He, Y. F. Ren, W. Zeng, J. Mao, and L. L. Zhu*, Synergistic Interaction of Ternary Ni-Co-Cu Chalcogenides Confined in Nanosheets Array to Advance Supercapacitors and Solar Steam Generation,Solar RRL, 2021, 5, 5, 2100021. (IF=9.173）

(6)金属银的表面等离子共振促进电催化析氢：H. Wu, H. N. Alshareef, T. Zhu*, Photo-assisted electrochemical hydrogen evolution by plasmonic Ag nanoparticle/nanorod heterogeneity,InfoMat, 2019, 1，417-425. (IF=24.79,Top期刊，中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊)

(7)镍铜复合硫化物用于赝电容储能：Y. D. Liu, G. Q. Liu, X. Nie, A. Q. Pan*, S. Q. Liang and T. Zhu*, In situ formation of Ni3S2–Cu1.8S nanosheets to promote hybrid supercapacitor performance,Journal of Materials Chemistry A, 2019, 7, 11044-11052. (IF=14.51,Top期刊)

(8)氮掺杂硒化钼用于锂/钠离子电池及电催化析氢：M. N. Zhu, Z. G. Luo, A. Q. Pan*, H.L. Yang, T. Zhu*, S. Q. Liang, and G. Z. Cao, N-doped one-dimensional carbonaceous backbones supported MoSe2 nanosheets as superior electrodes for energy storage and conversion,Chemical Engineering Journal, 2018, 334, 2190-2200. (IF=16.74,Top期刊)，该论文曾入选ESI高被引论文。

(9)核壳结构镍钴复合硫化物用于赝电容储能：T. Zhu, J. Wang, G. W. Ho,* Self-supported yolk–shell nanocolloids towards high capacitance and excellent cycling performance,Nano Energy, 2015, 18, 273-282.(IF=19.06,Top期刊)

(10)碳纳米管-硫化镍复合材料用于赝电容储能与光催化产氢：T. Zhu, H. B. Wu, Y. B. Wang, R. Xu, X. W. Lou,* Formation of 1D Hierarchical Structures Composed of Ni3S2 Nanosheets on CNTs Backbone for Supercapacitors and Photocatalytic H2 Production,Advanced Energy Materials, 2012, 2, 1497-1502.(IF=29.69,Top期刊)，该论文曾入选ESI高被引论文。

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