南京航空航天大学材料科学与技术学院应用化学系何建平

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何建平，南京航空航天大学教授，博士生导师。2004~2007年任材料科学与技术学院副院长，2008~2014任院长。政协南京市第十一、十二届、十三届常委。南京市表面处理研究会理事长、南京表面处理行业协会副会长。主要从事新能源材料与电化学、功能薄膜制备与隐身材料、材料环境性能评价等方面的研究。近五年来在ACS.AMI、Chemistry European J、Carbon、NANOSCALE、J MATER CHEM、J PHYS CHEM C等国内外学术期刊上发表学术论文100余篇，被引用400余次。


姓名：        何建平        
性别：        男        
职务：        
职称：        教授        
导师类别：        博士生导师        
办公室：        将军路校区材料楼437
研究领域：        1.新能源材料与电化学 2.功能薄膜制备与隐身材料 3.材料环境性能评价
电话：        025—52112906        
Email：        jianph@nuaa.edu.cn

承担项目
近五年先后完成与在研的主要纵向科研项目：
(1)介孔有机碳/碳化物复合自组装涂覆金属双极板腐蚀行为及其规律(国家自然科学基金)
(2)有序介孔碳薄膜中碳化钨的定向生长及其电催化性能(国家自然科学基金)
(3)表面功能化石墨烯/环氧树脂复合涂层及其γ射线辐照损伤效应研究
(4)钠离子电池正极材料的制备、表征及性能研究和钠离子电池研究(江苏省自然基金)
(5)以介孔碳为载体的合金化Pt在质子交换膜燃料电池中的应用研究(江苏省高技术项目)
(6)有序介孔碳/铁氧体纳米复合隐身涂层的制备与性能(中国航空科学基金)
(7)工业物料成分实时在线检测仪器的开发和应用(国家重大仪器设备开发专项-子项)

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2019年5月10日上午，江苏省科学技术奖励大会在南京举行，隆重表彰为国家和江苏省科技事业与现代化建设做出突出贡献的科技工作者。我院荣获3项江苏省科学技术奖，其中一等奖1项，二等奖1项，三等奖1项。分别是顾冬冬教授团队的“高性能金属基复合材料构件激光增材制造的跨尺度形性调控机制”、张校刚教授团队的“电化学储能材料的微观结构设计、表界面调控及其储荷机制研究”及何建平教授团队的“功能隐身纳米碳基复合涂层”。

三等奖：功能隐身纳米碳基复合涂层

成果介绍：何建平教授团队提出了磁性石墨烯吸波材料的概念，为轻质高效的吸波剂的研究提供新的思路；发展了嵌入气腔达到空间限域捕捉电磁波的概念，形成了材料结构设计与功能化一体化科学理论体系，为多频段电磁波隐身提供了物质基础；综合运用嵌入气腔法和分块设计法，通过丰富的多孔结构和阻抗匹配能力有效衰减电磁波，同时通过成分调整，实现微区功能化隐身，对电磁波/红外兼容隐身的设计与调控具有科学指导意义。8篇代表性论文被SCI他引888次，单篇最高SCI他引377次。通过Web of Science检索我国2013-2018年材料领域吸波材料方面的ESI高引文章中，本项目磁性石墨烯的代表论文排名第四；并被推送到了著名的学术公众号“材料人”，其在2017年2月26日发表评论“近十年我国在吸波材料领域的重大突破”介绍了10篇学术论文，该代表性论文排在第三位。

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光电催化水分解反应可以有效地利用太阳能从水中获得清洁的氢能，被认为是非常有前景的清洁能源提供方案。但是作为氧析出反应（OER）位点的光阳极却受到表面空穴反应缓慢的影响，严重制约了其光电转化效率的提升。研究表明，在光阳极表面负载助催化剂可以有效地加快表面反应动力学，使得空穴参与反应的效率明显提升。目前关于助催化剂的研究主要集中在无机助催化剂，但是无机助催化剂会对半导体光吸收产生影响，并且和半导体之间的电荷传递存在晶界阻抗。因而，开发新型的非贵金属有机助催化剂被认为是避免这些问题的有效途径。

由于光电催化水分解中的氧析出反应在一定程度上与光合作用的光系统Ⅱ类似。因此我们模仿光系统Ⅱ中的水氧化关键物质Mn4CaO5合成了Mn4O4立方烷有机助催化剂，并将其于BiVO4光阳极进行了复合。BiVO4光阳极是通过水热方法制备得到的具有特定晶面取向的纳米盘结构，Mn4O4立方烷通过简单的浸渍法负载在BiVO4纳米盘的表面。

Mn4O4立方烷助催化剂可以有效地提升光阳极的光电催化性能，使其光电流密度增大，起始电位负移。这是由于Mn4O4立方烷助催化剂不仅可以促进表面水氧化动力学，同时可以促进表面载流子分离，从而使得光电催化能力提升。
相关研究成果以“Promoting hole transfer for photoelectrochemical water oxidation through a manganese cluster catalyst bioinspired by natural photosystem II”为题发表在Nature index期刊Chemical Communications（《化学—通讯》全文链接）上。该项工作的第一作者为南京航空航天大学的博士生高斌，通讯作者为材料学院何建平教授、王涛副研究员。该项研究得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的资助。

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材料科学与技术学院何建平团队与美国宇航局John W. Connell，Yi Lin以及凯斯西储大学Liming Dai等人合作在国际能源材料领域的权威期刊《Nano Energy》（纳米能源, 影响因子15.548）发表有关CO2利用的高水平论文，并被遴选为当期封面。何建平教授为该论文的通讯作者，第一作者为材料科学与技术学院博士研究生宋力。具体研究成果参见“An ultra-long life, high-performance, flexible Li–CO2 battery based on multifunctional carbon electrocatalysts”。

       受启发于CO2的电化学还原以及金属−空气电池技术，可以将CO2的固定/还原与可充放电的电池技术有机结合开发出新型的Li−CO2电池。Li−CO2电池是一种特殊的电源，可以将金属Li负极与CO2气体正极耦合在一起，形成理论电压为2.8 V，能量密度为1876 Wh kg−1的可充电电池。这种电池不仅提供新的CO2捕获与利用途径，而且能提供或者储存电能。
      该团队以双掺杂的碳纳米管为高活性的正极催化剂，以PVDF−HFP基聚合物凝胶为电解质，设计出准固态的薄片状柔性Li−CO2电池。该准固态电池的性能非常突出，其比容量达到23560 mAh g−1，循环寿命达到538圈，能连续运行110天以上。由于电解质与电极结构的柔韧性，该准固态电池能作为可穿戴的柔性器件使用。通过对反应产物Li2CO3形态的研究和对交流阻抗结果的分析，可以发现凝胶电解质的存在能降低充放电过程的极化。在凝胶电解质中，Li+的传输路径被分散，并且分布在相互独立的聚合物孔道内，从而使放电时正极上会产生相互独立的小颗粒状的Li2CO3，其结晶度低，容易形成和分解，因此能使准固态电池的充放电性能明显高于液态电解质的电池。
       综上所述，该项研究不仅为CO2的利用提供了新策略，而且为柔性器件的设计提出了新方法。
       论文链接： https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S2211285520301531