南京工业大学材料科学与工程学院无机材料与工程系沈晓冬

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沈晓冬，男，1964年生，教授，博士生导师，国家“973”计划项目首席科学家、材料科学与工程学院院长、南京工业大学（宿迁）新材料研究院院长、南京工业大学东海先进硅基材料研究院院长，教育部长江学者和创新计划团队负责人、“国家百千万人才工程”国家级人才、国务院特殊津贴获得者、江苏省第二届十大杰出专利发明人、 第八届南京市“十大科技之星”、 江苏省人事厅“六大人才高峰”建设优秀人才，兼任南京硅酸盐学会理事长等职务。
      长期从事高性能水泥材料基础研究、固体废弃物综合利用技术开发和无机新材料的制备和应用等研究，在高胶凝性水泥熟料基础研究及制备工艺、水泥工业节能减排及水泥的绿色制造、工业固体废弃物的综合利用以及高性能气凝胶新材料的研究和产业化等方面取得了众多创新成果。近年来主持了包括国家“973”计划项目在内的10多项省部级以上项目和多项企业重大成果转化和产业化项目，已经取得了较好的社会和经济效益。相关成果先后获得近十项省部级以上奖励，其中高胶凝性高复合性高C3S水泥研究获江苏省科技进步一等奖、高胶凝性水泥熟料及高掺量复合工业废渣辅助性胶凝材料制备技术与应用获江苏省科技进步二等奖、环境友好型水泥混凝土材料制备及应用技术获中国石油和化学工业协会技术发明奖二等奖。在国内外重要学术刊物发表学术论文152篇，其中SCI检索34篇、EI检索47篇；拥有国家授权发明专利8项、公开17项、申请4项，申请PCT国际专利3项；参与编写专著5部。
联系电话：025-83587234
办公地点：东南楼322
       主要研究方向为水泥混凝土材料和纳米复合材料等。
　　近年来作为首席科学家承担了国家“973”项目“水泥低能耗制备与高效应用的基础研究”;作为第一负责人承担了多项国家级研究项目。
　　获多项得省部级科技奖励：(1)高胶凝性高复合性高C3S水泥的研究，2007年度江苏省科技进步一等奖(第二);(2)高胶凝性水泥熟料及高掺量复合工业废渣辅助性胶凝材料制备技术与应用，2006年度江苏省科学技术进步二等奖(第一);(3)环境友好型水泥混凝土材料制备及应用技术，2006年度中国石油和化学工业协会技术发明奖二等奖(第一);(4)高掺量复合工业废渣辅助性胶凝材料在水泥中的应用研究，2005年度中国石油和化学工业协会科技进步二等奖(第一);(5)LIFAC粉煤灰在水泥混凝土中的应用研究暨粉煤灰产品企业标准，2003年度中国石油和化学工业协会科技进步三等奖(第一);(6)高放废液碱矿渣水泥固化体研究，1992年度中国核工业总公司科技进步三等奖(第四)。
　　教学成果：以综合能力培养为导向，材料科学与工程高素质人才培养，获2009年度江苏省高等教育教学成果特等奖(第一)。
　　代表性学术论文：
　　(a)水泥混凝土材料方向
　　[1] Influence of CuO on the formation and coexistence of 3CaO.SiO2 and 3CaO.3Al2O3.CaSO4 minerals[J].Cement and Concrete Research, 2006,36(9): 1784-1787. (SCI，IF：2.376)
　　[2] Immobilization of stimulated high level wastes into AASC waste form [J].Cement and Concrete Research, 1994,1(24): 133-138. (SCI，IF：2.376)
　　[3] Effect of barium oxide on the formation and coexistence of tricalcium silicate and calcium sulphoaluminate[J].J. Wuhan Univ. Technol. Mater, 2009,24(3): 457-461. (SCI，IF：0.352)
　　[4] Effect of CuO on the formation mechanism of calcium sulphoaluminate[J].J. Wuhan Univ. Technol. Mater, 2008,23(4): 518-521. (SCI，IF：0.352)
　　[5] Composition design for high C3S cement clinker and its mineral formation[J].J. Wuhan Univ. Technol. Mater,2007, 22(1): 56-60. (SCI，IF：0.352)
　　[6] Effect of MnO2 on mineral coexistence in balance of portland cement clinker containg calcium sulphoaluminate[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2010,38(4): 564-567. (EI)
　　[7] Preparation and formation mechanism of calcium sulphoaluminate[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2008,36(1): 78-81. (EI)
　　[8] Effect of Fe2O3 on the formation of calcium sulphoaluminate mineral[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2007,35(4): 485-488. (EI)
　　[9]The Influence of ZnO on the Formation and Properties of High Cementing Clinker[J].Journal of the Chinese Ceramic Society, 2005, 33(12):1549-1553. (EI)
　　(b)纳米复合材料方向代表性学术论文
　　[1] Mesorporous amine-modified SiO2 aerogel: a potential CO2 sorbent[J].Energy & Environmental Science, 2011, DOI: 10.1039/c0ee00442a. (SCI，IF：8.50)
　　[2] Ti2Ni alloy: a potential candidate for hydrogen storage in nickel/metal hydride secondary batteries[J].Energy & Environmental Science，2010,3(9):1316-1321. (SCI，IF：8.50)
　　[3] Cooperative effect of Co and Al on the microstructure and electrochemical properties of AB3-type hydrogen storage electrode alloys for advanced MH/Ni secondary battery[J].International Journal of Hydrogen Energy, 2011, (36):893-900. (SCI，IF：3.945)
　　[4] Synergistic effects in an AB5-Co material as an anode for a secondary alkaline battery[J].International Journal of Hydrogen Energy, 2010,35(9):4342-4346. (SCI，IF：3.945)
　　[5] Electrochemical properties of Ti–Ni–H powders prepared by milling titanium hydride and nickel[J].International Journal of Hydrogen Energy, 2010, (35): 3076-3079(SCI，IF：3.945)
　　[6] Electrochemical energy storage of Co powders in alkaline electrolyte y[J].Electrochimica Acta, 2010, (55) :1169-1174(SCI，IF：3.078)
　　[7] Structural evolution and electrochemical hydrogenation behavior of Ti2Ni alloy[J].Intermetallics, 2010, (18): 1086-1090(SCI，IF：2.034)
　　[8] Applicatio(SCI，IF：2.034)n of nanosized Fe3O4 in anticancer drug carriers with target-orientation and sustained-release properties[J].Biomed. Mater.，2007, (2):132-134. (SCI，IF：1.963)
　　[9] Dynamic TGA-FTIR studies on the thermal stability of lithium/graphite with electrolyte in lithium-ion cell[J].Journal of Power Sources, 2007,167(2): 515-519(SCI，IF：1.963)
　　[10] Temperature Dependent Microstructure of MTES Modified Hydrophobic Silica Aerogel [J].Mater Lett, 2011, 65(4):606-609. (SCI，IF：1.94)
　　[11] Reserch on microscapsules of phase change materials[J]. Rare Metals，2006,(25):393-399.(SCI，IF：0.601)
　　[12] Study on Synthesis and Absorption Properties at Infrared Wave of Carbon Nanotubes/acrylate Coatings[J].Chinese Journal of Chemical Physics, 2007, 20(6): 784-788. (SCI，IF：0.489)

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新型硅基气凝胶功能复合材料制备关键技术与应用        沈晓冬,崔升,孔勇,伊希斌,仲亚,滕凯明        南京工业大学,山东省科学院新材料研究所        2018年度高等学校科学研究优秀成果奖发明奖        二等奖

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镍基化合物因其低廉的价格以及诱人的理论比容量，被广泛应用于碱性储能系统的正极材料。然而，超高质量比容量通常是在低载量（< 2 mg•cm−2）时获得的，导致较低面积比容量。在商业应用中，高载量下的高质量比容量是一个非常重要的参数。然而，当活性物质以高载量直接生长在集流体上时容易形成厚膜或厚堆，会阻碍电解质渗透到内部，也限制了电子的输送，导致性能严重低下。因此，核壳异质结构的设计是提高活性材料在高载量水平下利用率的有效方法。另一方面，测试材料性能之前的激活过程对材料组成结构的影响经常被忽略，从而导致构效关系分析合理性不完善。

        南京工业大学沈晓冬教授、胡秀兰教授课题组提出了一种在CuO纳米线阵列表面制备碱式镍钴硝酸盐纳米片的低温（60℃）化学浴沉积法。在此化学浴沉积中，将Ni/Co摩尔比为4:1的 Ni(NO3)2∙6H2O和Co(NO3)2∙6H2O溶解到70 mL乙醇和10 mL环氧丙烷的混合溶剂中后，Ni2+和Co2+在溶液中存在水解动态平衡（以Ni2+为例：[Ni(H2O)6]2+ ↔ [Ni(H2O)5OH]+ + H+），产生的H+离子会被环氧丙烷的开环反应消耗，导致平衡不断右偏，增加溶液碱性，得到的Ni4Co1-(NO3)2(OH)4@CuO碱式镍钴硝酸盐纳米片。在20圈循环伏安激活之后，Ni4Co1-(NO3)2(OH)4中的NO3−阴离子被电解质中的OH−阴离子所取代，而重构为具α-Ni(OH)2相的Ni4Co1-OH，并伴随着Co2+和Ni2+的结合能的改变。Ni4Co1-OH的负载量可高达7.7 mg•cm−2。在三电极测试中，在5 mA•cm−2的电流密度下质量比容量为363.6 mAh•g−1（4687 F•g−1），明显高于目前所报道的同类材料。该复合电极在碱性混合电容器和镍锌电池中均表现出良好的稳定性和高的能量密度（分别高达293.1和604.9 Wh•kg−1）。
       章信息：Yawei Yu, Xiulan Hu*, Shuai Wang, Handan Qiao, Zeyu Liu, Kefan Song & Xiaodong Shen*. High mass loading Ni4Co1-OH@CuO core-shell nanowire arrays obtained by electrochemical reconstruction for alkaline energy storage. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-021-3547-0.