任祥忠教授团队近期发表系列高水平学术论文

作者: 发布时间: 2021-11-04 浏览次数: [ ]


 

近日,深圳大学化学与环境工程学院任祥忠教授团队在国际顶级期刊Journal of Materials Chemistry A(影响因子12.732,中科院JCR1区)、Chemical Engineering Journal(影响因子13.273,中科院JCR1区)以及ACS Nano(影响因子15.881,中科院JCR1区)连续发表4篇研究论文。

为《Tuning and understanding the electronic effect of Co-Mo-O sties in bifunctional electrocatalysts for ultralong-lasting rechargable zinc-air battery》的论文由团队研究生官懿和李南为共同第一作者,任祥忠教授和李永亮教授为共同通讯作者。深圳大学为第一单位和唯一通讯单位。

    优化材料结构和调节本征电子性质是提高催化剂活性的可行方法。沸石咪唑酯骨架 (ZIF) 因其高表面积、可调节结构和氮自掺杂的特性被视为具有构建精巧纳米碳材料的理想前驱体。由 ZIF 构建的中空结构可以通过有效地暴露活性表面位点来进一步降低反应过程中的离子迁移阻力和离子扩散路径。此外,掺杂第二种金属原子能够优化催化剂电子域的同时有效提高内在活性。因此,构建 MOF 衍生的核壳结构碳包覆双过渡金属颗粒材料,以研究插入第二个金属原子对材料电子态的影响并探索活性位点的催化机制是非常值得并具有挑战性的。

 

该工作详细地报告了一种后组装策略,通过在定制的 Mo 金属有机骨架(MOF)(Mo-MOF)表面生长双金属 Co/Zn 沸石咪唑酯骨架(BIMZIF)来制备核壳结构的 Mo-MOF@BIMZIF ,高温热解后形成多孔的 Co-MoO2 多面体纳米笼(Co-MoO2-NC)结构和丰富的 Co-Mo-O 活性位点。 Co-MoO2-NC-900对于氧析出反应 (OER) 显示出低过电位 (370 mV) 和对于氧还原反应(ORR)的更正的半波电位 (E1/2 = 0.89 V),表现出极佳的双功能活性。具有 Co-MoO2-NC-900 的锌空气电池在 217.1 mA cm2 下显示出 176.5 mW cm2 的高功率密度,并且能够表现出更小放电-充电过电位 (0.85 V) 和出色的稳定性 (1145 h) ,优于商业 Pt/C + Ir/C 电催化剂。同步辐射表征和密度泛函理论计算结果表明Co 和 MoO2 组分之间的协同作用和电子转移降低了反应中间体的自由能,极大提高了双功能电催化活性。

 

这项工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金项目和深圳市基础研究面上项目的支持。论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/ta/d1ta04408g 

论文Multiple anionic Ni(SO4)0.3(OH)1.4 nanobelts/reduced graphene oxide enabled by enhanced multielectron reactions with superior lithium storage capacity》第一作者为研究生吴晓超,通讯作者为任祥忠教授和范爽副研究员,深圳大学为唯一单位和唯一通讯单位。

 

近年来,由多个阳离子和阴离子多组分过渡金属化合物(TMC)组成的多电子反应材料因其环境友好、易功能化和高理论容量而成为有希望的候选材料。该论文合成了NiSH@rGO复合材料(如图所示),详细地分析了该材料结构的优异性、锂离子作用机制以及电化学性能。

 

该工作介绍了通过简单的一锅水热法将宽度为10–20 nm、长度为200–500 nm的层状结构Ni(SO4)0.3(OH)1.4(NiSH)纳米带锚定在多孔rGO纳米片上以构建NiSH@rGO复合物并作为负极材料应用于锂离子电池。正如所预料的那样,该复合材料NiSH@rGO提供卓越的初始放电容量(200 mA·g-1的电流密度下循环230圈后仍具有1060 mAh·g-1的可逆容量)和优异的倍率容量(2000 mA·g-1的电流密度下,具有991 mAh·g-1);另外,在全电池应用中,NiSH@rGO复合物作为负极50次循环后仍能提供616.8 mAh·g-1的容量。最后,通过原位XRD,非原位SEM和TEM详细地分析了NiSH@rGO复合物在嵌脱锂过程中的作用机理。我们的工作阐明了以增强多电子反应动力学的多阴离子过渡金属化合物的设计策略和机理研究,并在锂离子电池领域展现出优异的电化学性能。

 

该工作得到国家自然科学基金,广东省基础与应用基础研究基金, 深圳市科技项目计划的资助论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721034409  

题为《Bifunctional oxygen electrocatalysis on ultra-thin Co9S8/MnS carbon nanosheets for all-solid-state zinc-air batteries》的论文研究生李嘉成为第一作者,任祥忠教授和米宏伟教授共同通讯作者。深圳大学为唯一单位和唯一通讯单位。

 

构建双金属有机骨架(MOF)结构可以有效地生产多孔金属/金属化合物碳基材料,被认为是一种简便有效的制备双功能ORR/OER电催化材料的策略。本文通过结Co9S8和MnS两种硫化物的性质,合成了二维(2D)超薄Co9S8/MnS负载在/氮共掺杂碳纳米片上(Co9S8/MnS-USNC),该纳米复合材料具有优异的电化学催化性能水系和全固态锌-空气电池中能显著提高其循环稳定性。

 

该工作制备了一种二维超薄双金属Co9S8/MnS硫/氮共掺杂碳纳米片(Co9S8/MnS-USNC),成功利用了Co9S8和MnS之间协同调节电子结构的作用。同时,高度开放的2D超薄纳米片提供更多活性位点。因此,Co9S8/MnS-USNC具有0.90 V的ORR半波电位,在10 mA cm-2的电流密度下具有360 mV的OER低过电位,其ΔE为0.694 V。水性锌-空气电池的最大功率密度为146 mW cm-2,具有600小时的优异耐久性,全固态锌-空气电池的最大功率密度和耐久分别为79 mW cm-2和18小时。 此外,ZnO的出现和消失通过原位拉曼光谱很好地被观察到,Co9S8/MnS-USNC催化剂作为空气阴极的反应机理也通过原位拉曼光谱进行了验证。这项工作不仅提供了一种方式合成锚定在N、S共掺杂的双金属硫化物碳杂化作为双功能电催化剂,但也为金属-空气电池的反应机制研究提供了理论依据和技术支持

这项工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金深圳基础研究项目的支持。论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/ta/d1ta07019c 

题为《Protein-Based Nanomedicine for Therapeutic Benefits of Cancer》的综述论文团队张秋红博士后为第一作者,任祥忠教授、刘翼振副教授和新加坡南洋理工大学赵彦利教授共同通讯作者深圳大学为第一作者单位和第一通讯单位

 

蛋白质是一种具有许多突出优点的天然生物聚合物,被广泛用于设计纳米医学以对抗癌症。受科学界日益关注的推动,本综述旨在全面展示基于蛋白质的纳米医学用于癌症治疗的当前格局。根据蛋白质在纳米医学中的作用差异,介绍了以蛋白质治疗剂、蛋白质载体、酶和复合蛋白质为基础的蛋白质纳米医学。还讨论了基于蛋白质的纳米药物的癌症治疗益处,包括小分子治疗介导的治疗、大分子治疗介导的治疗、放射介导的治疗、活性氧介导的治疗和热效应介导的治疗。

 

 

该论文总结了用蛋白质疗法、蛋白质载体、酶和复合蛋白质设计的治疗癌症纳米药物。蛋白质疗法,启动与大分子(如:抗体和抗原),与传统的小分子药物相比具有高度的特异性。蛋白质载体为装载和运输提供生物相容性载体,有助于将多种治疗药物精确输送到癌症区域进行治疗。有助于调节 TME 酶致力于提高癌症治疗效果。复合蛋白质结合了不同类型蛋白质的优点,能够精心设计/合成生物相容性纳米药物,同时实现有效的癌症治疗。

最后,阐明了基于蛋白质的纳米医学的未来发展和潜在挑战,用于临床转化。相信基于蛋白质的纳米医学将在抗癌斗争中发挥至关重要的作用。另外通过该综述能激发来自不同学科的广泛研究兴趣,进一步推动基于蛋白质的纳米医学在生物医学前沿的发展,为更大的医学进步做出贡献。

这项研究得到了新加坡科学技术研究局项目新加坡学术研究基金国家自然科学基金广东省自然科学基金的资助论文链接:https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.1c00476  


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