兰州大学化学化工学院无机化学席聘贤

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席聘贤，男，兰州大学青年教授，博士生导师。2005年7月本科毕业于兰州大学化学化工学院应用化学专业，2010年12月在兰州大学化学化工学院获得无机化学博士学位，在此期间于2009年到2010年在美国布朗大学以联合培养的身份从事博士研究工作。2011年至今在兰州大学化学化工学院从事无机化学教学和科研工作。现主持国家自然科学基金面上项目一项，甘肃省自然科学基金一项, 完成青年基金一项，教育部博士点基金一项；在J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., ACS Nano, Inorg. Chem, Adv. Funct. Mater., Chem. Commun, J. Phys. Chem. C 等期刊上发表论文50多篇。


姓  名  席聘贤
所属部门  配位化学与功能材料研究所
职  称  青年教授
导师类别  博士生导师
研究方向  功能纳米材料
联系方式  13919807761   xipx@lzu.edu.cn

研究方向：无机功能纳米材料的控制合成及其在能源催化方面的应用研究。
主持科研项目：国家自然科学基金面上项目(21571089)，2016.01-2019.12。
近期代表性论文
1. Ni-C-N Nanosheets as Catalyst for Hydrogen Evolution Reaction,  J. Am. Chem. Soc., 2016, 138,14546.
2. Oxygen Vacancies Dominated NiS2/CoS2 Interface Porous Nanowires for Portable Zn-Air Batteries Driven Water Splitting Devices, Adv. Mater. 2017, 29, 1704681.
3. Atomic-level Coupled Interface and Lattice Distortion on Cu-Ni-S Nanocrystals Boost Oxygen Catalysis for Flexible Zn-Air Batteries, Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1703779.
4. NiO/CoN Porous Nanowires as Efficient Bifunctional Catalysts for Zn-Air Batteries, ACS. Nano. 2017, 11, 2275.
5. High-Index Faceted CuFeS2 Nanosheets with Enhanced Behavior for Boosting Hydrogen Evolution Reaction, Nanoscale, 2017, 9, 9230.
6. Self-supported nanoporous NiCo2O4 nanowires with cobalt-nickel layered oxide nanosheets for overall water splitting, Nanoscale, 2016, 8, 1390.
7. A Self-Standing High-Performance Hydrogen Evolution Electrode with Nanostructured NiCo2O4/CuS Heterostructures, Adv. Funct. Mater., 2015, 25, 6814.
8. Phase Transformation Fabrication of a Cu2S Nanoplate as an Efficient Catalyst for Water Oxidation with Glycine, Inorg. Chem.,2015, 54, 3281.
9. High-Quality Copper Sulfide Nanocrystals with Diverse Shapes and Their Catalysis for Electrochemical Reduction of H2O2, Part. Part. Syst. Charact. 2015, 32, 536.
10. Ultrafast Hole Trapping and Relaxation Dynamics in p-Type CuS Nanodisks, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 2671.
11. Self-supported nanoporous NiCo2O4 nanowires with cobalt-nickel layered oxide nanosheets for overall water splitting. Nanoscale, 2016, 8, 1390.
12. Magnetic Fe3O4   Nanoparticles Coupled with Fluorescent Eu Complex for Dual Imaging Applications,  Chem. Commun., 2012, 48, 2952.

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席聘贤JACS：中性水性Zn-Air电池突破性进展！

中性Zn-Air电池相比于碱性Zn-Air电池具有更长的寿命，其关键之一在于发展优异的OER和ORR双功能电催化剂。兰州大学的研究团队发展了一种  NiFe2O4/FeNi2S4异质结构纳米片。异质结构界面大量的氧化物/硫化物界面确保了优异的OER和ORR双功能电催化性能，从而实现了目前为止性能最佳的中性水性Zn-Air电池。

An L, Xi P, Zhang S, et al. Heterostructure-Promoted Oxygen Electrocatalysis Enables Rechargeable Zinc-Air Battery with Neutral Aqueous Electrolyte[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1021/jacs.8b09805

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b09805

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兰州大学席聘贤团队&布朗大学孙守恒Nano Energy：用Co替代可控调节Fe-N纳米片增强析氧反应

析氧反应（OER）和氧还原反应（ORR）是两个重要的半电池反应。OER和ORR都需要催化剂来降低反应过电位，改善四电子反应动力学。由于常用的OER催化剂铱（Ir）或钌（Ru）和ORR催化剂铂（Pt）稀有且昂贵。催化剂的大规模使用的需求进一步推动了非贵金属催化剂的广泛研究。然而，由于OH-氧化（OER）和O2还原（ORR）之间的机理不同，开发具有成本效益的非贵金属双功能OER/ORR催化剂一直是一项挑战。过渡金属氮化物（TMNs），由于其高导电性，独特的与氧物质反应的能力以及在氧化物中的优异化学稳定性而备受关注。然而，到目前为止报道的大多数TMNs催化剂适用于ORR，对于OER则不然。因此，在不损害其ORR催化性能的情况下增强OER催化是非常必要的。最近的研究表明，合金化是提高OER电催化性能的重要途径。

近日，在兰州大学席聘贤教授团队和美国布朗大学孙守恒教授带领下，与南开大学和中国科学院上海应用物理研究所合作，报道了一种将ORR单功能催化剂Fe-N转化为OER/ORR双功能催化剂Co-Fe-N的新工艺，并提出了Co在催化转化中发挥作用的原子机理。在这项研究中，团队首先通过溶液相剥离方法制备超薄（1.1nm厚）Fe-N和多种Co-Fe-N纳米片（NSs）。该1.1nm厚度是沿其晶体b轴方向的正交Co-Fe-N结构的两个晶胞的长度尺度。这些超薄纳米片使Co最大的暴露于反应环境，是一类优异OER催化剂。在系列Co掺杂Fe-N纳米片中，掺杂量为15%时，性能最优。Co0.15Fe0.85N0.5 NSs的OER过电位η在10 mA cm-2时仅为266 mV，Tafel斜率为~30 mV dec-1，而且稳定性很好，在90小时稳定性试验后没有明显的活性变化。密度泛函理论（DFT）计算表明，在CoxFe1-xN0.5 NSs结构中存在适当比例的Co-Fe，其改善O⁎吸附和反应途径的关键，促进O⁎-O⁎耦合和OER过程中形成O2。相关成果以题为“Controllable Tuning of Fe-N Nanosheets by Co Substitution for Enhanced Oxygen Evolution Reaction”发表在了Nano Energy上，第一作者为兰州大学安丽博士。

开发基于TMNs结构的新型双功能非贵金属催化剂，团队通过溶液相剥离方法合成原子级薄（1.1nm）Co-Fe-N NSs。超薄性保证了Co/Fe最大程度地暴露于反应环境，并能详细研究Co在改变Fe-N结构中的作用，以显示双功能ORR/OER催化。研究表明，在Co-Fe-N结构中，Co的存在削弱了Fe-N/Fe-Fe键并增加了整体金属氧化态，改变了电子结构并改善了Fe的催化性能。结果，Co0.15Fe0.85N0.5 NSs在10mA cm-2处显示出最低的η为266 mV，最小的Tafel斜率为~30mV dec-1并且具有最高的长期稳定性。此外，DFT计算表明Co0.15Fe0.85N0.5 NSs结构中的Co-Fe位点被优化，促进OH⁎向O⁎转化，O⁎-O⁎耦合和O2形成，表明Co-Fe位点在增强OER催化方面确实表现出非常理想的协同作用。该研究的合成方法不仅限于Co-Fe-N的制备，还可以推广到MxM1-xNy，为制备重要电化学反应的非贵金属催化剂双金属氮化物提供了一种通用的方法。

文献链接：Controllable Tuning of Fe-N Nanosheets by Co Substitution for Enhanced Oxygen Evolution Reaction（Nano Energy, 2018, DOI:10.1016/j.nanoen.2018.12.094）

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在众多的纳米催化剂中，过渡金属硫族化合物因其丰富的组成、独特的晶格结构、优异的电子传输能力等特性在电催化水分解中表现出优异的性能。不仅如此，许多研究人员还发现过渡金属硫族化合物具有良好的储钠、储钾性能，同时在金属空气电池和锂离子电池等方面也具有独特的性能。因此，基于过渡金属硫族化合物优良的性能和潜在的应用前景，兰州大学席聘贤教授、唐瑜教授、严纯华院士课题组综述了新型过渡金属硫族化合物催化剂在水分解中的应用。文中对不同过渡金属硫族化合物的合成进行了详细的分类整合；通过形貌、物相、结构等方面对其原子级别优化策略进行了精细分析说明；并对其在未来能源中的潜在应用提出了引人入胜的展望。研究者相信，此项研究工作对于过渡金属硫化物的系统评价仅仅是个开始，为基于其的催化、能源、应用研究指明了方向，并为基于原子调控的过渡金属硫化物构筑提供了新思路。这些为能而生的材料，将为未来能源的发展进步提供新的动力。相关论文在线发表在Advanced Science（DOI: 10.1002/advs.201903070）。