黑龙江大学化学化工与材料学院付宏刚

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付宏刚，1962年6月出生。1984年毕业于吉林大学化学系获得学士学位，1987年毕业于吉林大学理论化学研究所并获硕士学位，毕业后留校工作。1988年调入黑龙江大学化学系工作至今。1999年在哈尔滨工业大学材料学学科获得博士学位。1995年破格晋升为副教授，2000年晋升为教授，2002年3月被哈尔滨工业大学遴选为博士生导师。现任黑龙江大学副校长、博士生导师，教育部“长江学者”奖励计划特聘教授，功能无机材料化学省部共建教育部重点实验室主任，黑龙江省级重点学科 (无机化学学科) 学科带头人，功能材料黑龙江省高校重点实验室学术委员会主任，光电与能源环境材料黑龙江省重点实验室主任。主要学术兼职：教育部科学技术委员会化学化工学部委员；中国化工学会理事；全国应用化学学科委员会委员；中国化学会催化专业委员会委员；黑龙江省化学学会副理事长；哈尔滨工业大学、吉林大学和北京理工大学兼职教授；应用化学等多种核心期刊编委；J. Am. Chem. Soc.，Envir. Sci. Tech.，J. Phys. Chem. B，J. Phys. Chem. C等国际期刊的审稿人。

学科：无机化学、物理化学

主要研究方向：主要从事无机化学和物理化学学科中的材料结构理论、晶态半导体材料、介孔材料以及碳材料的可控合成及性能研究。

代表性论文：(1) Ruihong Wang,ChunguiTian, Honggang Fu*, et al. Chemical Communication,2009,(21):3104-3106.  (2) Wei Zhou, Fanfei Sun, Kai Pan, Guohui Tian, BaojiangJiang,Zhiyu Ren, Chungui Tian and Honggang Fu*. AdvancedFunctionalMaterials, 2011, Accepted, adfm.201002535.

代表性科研项目:钙钛矿型有机/无机杂化半导体材料的分子剪裁与组装（No. 20431030），国家自然科学基金重点项目, 2005-2008，主持人，100万元，已结题

代表性著作：Jing Liqiang, Fu Honggang*, Pan Kai. NanostructuredTiO-2 andZnO for photocatalysis and photoelectric conversion. AmericanScientific Press, 2010.12

主要获奖：井立强，付宏刚，史克英，辛柏福，刘克松. 新型纳米结构材料的设计合成及其光电性质研究. 黑龙江省科学技术奖一等奖，2007.6

主要授权专利：付宏刚，王宝丽，田春贵，王蕾，田国辉. 银/碳纳米复合体的制备方法. ZL200910071216.6, 2010

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付宏刚Angew.：锌空电池-铁钴纳米合金嵌入氮掺杂3D碳基质中作为双功能催化剂

迫切需要高效低成本的双功能电催化剂来介导锌空气电池（ZAB）中的ORR和OER，该类催化剂应提供二元活性位点和转移氧基物质和电子的能力。Lei Wang和Honggang Fu团队设计一种双功能3D催化剂，由嵌入N掺杂竹节状CNT中的CoFe合金纳米粒子与RGO纳米片缠绕而成（CoFe/N-GCT）。碳化路线衍生自CoFe普鲁士蓝类似物（PBA），三聚氰胺和GO。CoFe PBA可以形成紧密的CoFe合金结构，三聚氰胺是合成N掺杂CNT的有效碳源，与rGO纳米片纠缠在一起形成三维网络结构。合成的CoFe/N-GCT用作ORR和OER的高效电催化剂。原位XAFS揭示 ZAB中ORR/OER的反应原理，OOH*和O*中间体分别诱导Fe-Fe和Co-Co键长度的变化，表明Fe和Co物种对ORR/OER过程是至关重要的。与贵金属基准（Pt/C和RuO2）催化剂相比，该材料可以驱动液态和全固态ZAB，从而实现更长的循环寿命和更高的电池效率，全固态电池即使在弯曲时也具有出色的寿命和效率。

Liu X,Wang L, Yu P, et al. A Stable Bifunctional Catalyst for Rechargeable Zinc–Air Batteries: Iron–Cobalt Nanoparticles Embedded in a Nitrogen‐Doped 3D Carbon Matrix[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI:10.1002/anie.201809009

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201809009

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化石燃料过度燃烧引起的能源危机和环境问题迫使研究工作者探索清洁和可再生能源。氢气作为一种清洁高效的新能源受到人们的重视，电催化分解水制备氢气被认为是最理想的制氢方式之一。为了加快析氢反应和析氧反应（HER和OER）的速率，通过使用催化剂来降低过电位和加快反应速率。贵金属催化剂（用于HER的Pt和用于OER的Ir/Ru氧化物）是目前最有效的催化剂，但是由于贵金属价格昂贵和储量稀缺限制了这些材料在大规模水电解技术中的应用，开发廉价高效的过渡金属催化剂成为了一种替代贵金属催化剂良好的选择。近期，二维过渡金属碳（氮）化物作为一类新兴的材料，凭借其独特的结构和优良的导电性被广泛应用于电催化和储能等领域。

       付宏刚课题组通过将双功能的Co-CoO异质结与二维Ti3C2-MXene协同偶联（Co-CoO/Ti3C2-MXene）制备了一种新型的非贵金属的全解水催化剂。经过一系列表征和理论计算证实具有HER活性的金属Co和具有OER活性的CoO之间的协同作用能够促使产生增强的双功能HER和OER催化活性，此外，Ti3C2-MXene基底的引入防止了Co基催化剂的聚集，从而进一步改善了催化剂的活性和稳定性。Co-CoO/Ti3C2-MXene催化HER的起峰电位为 8mV，Tafel斜率为47mV･dec-1；催化OER的起峰电位为196mV，Tafel斜率为47mV•dec-1。组装两电极全解水电解水池，该催化剂在10 mA･cm-1时的电压为1.55 V，并具有良好的法拉第效率和出色的稳定性。同时该催化剂在1.55 V的太阳能电池驱动下可以连续产生氢气和氧气。
       文章信息：Dezheng Guo, Xin Li, Yanqing Jiao, Haijing Yan*, Aiping Wu, Ganceng Yang, Yu Wang, Chungui Tian & Honggang Fu*. A dual-active Co-CoO heterojunction coupled with Ti3C2-MXene for highly-performance overall water splitting. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-021-3465-1.