纳米复合与能源材料课题组2020年度年终总结

2020年度，东华大学刘天西教授课题组（即纳米复合与能源材料课题组）新增国家自然科学基金面上项目、上海市教育委员会科研创新计划项目、上海市自然科学基金、上海市“一带一路”国际合作项目等科研项目共5项，累计金额达470多万；授权国家发明专利11件；截止日前，2020年度发表SCI论文45篇，其中1区Top期刊论文21篇；共发表SCI论文360余篇，总引用1.7万余次。

2020年度，纳米复合与能源材料课题组学生荣获研究生国家奖学金3人，东华大学研究生新生推免奖学金1人；上海市优秀硕士毕业生6人；东华大学优秀学生9人，研究生学术之星3人；东华大学硕士专业学位优秀成果1人，本科优秀毕业论文2人；上海市大学生先进材料创新创意大赛一等奖2人和三等奖4人；课题组教师作邀请/口头报告6人次。

一、团队成员

二、新增科研项目

1. 项目名称：3D打印聚酰亚胺气凝胶复合材料

    项目经费：300万

    执行年限：2021.1-2025.12

    项目来源：上海市教育委员会科研创新计划重大项目

    项目负责人：刘天西

2. 项目名称：层级非对称聚合物/陶瓷纤维复合固态电解质的原位构建及其多相界面离子传输机制研究

    项目编号：22075042

    项目经费：63万

    执行年限：2021.1-2024.12

    项目来源：国家自然科学基金面上项目

    项目负责人：缪月娥

3. 项目名称：3D打印一体成型构筑轻质、高强、隔热聚酰亚胺复合气凝胶蜂窝材料

    项目编号：52073053

    项目经费：59万

    执行年限：2021.1-2024.12

    项目来源：国家自然科学基金面上项目

    项目负责人：樊玮

4. 项目名称：层级非对称结构聚合物/陶瓷纤维复合固态电解质的可控制备及其锂金属电池性能研究

    项目编号：20ZR1401400

    项目经费：20万

    执行年限：2020.7-2023.6

    项目来源：上海市自然科学基金面上项目

    项目负责人：缪月娥

5. 项目名称：3D打印构筑高性能及多功能一体化的有机-无机复合气凝胶

    项目编号：20520741100

    项目经费：30万

    执行年限：2020.10-2023.9

    项目来源：上海市“一带一路”国际合作项目

    项目负责人：樊玮

6. 项目名称：3D打印多尺度高性能纳米复合材料制件研究

    项目编号：2232020D-11

    项目经费：10万

    执行年限：2020.1-2022.12

    项目来源：中央高校基本科研业务费专项资金自由探索项目

    项目负责人：张旭

三、授权发明专利

1. 刘天西，左立增，张由芳，樊玮，郜伟，鲁恒毅，顾华昊。一种聚丙烯腈/石墨烯基复合气凝胶吸附材料及其制备方法。中国专利：ZL 2016 1 0910068.2, 2020.4.7

2. 刘天西，朱天宜，张超，刘思良。一种氟、氮共掺杂细菌纤维素衍生碳纳米纤维膜的制备方法。中国专利：ZL 2018 1 1011218.1, 2020.5.29

3. 刘天西，伏璀玫，缪月娥，周宇，李斐。一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料及其制备方法和应用。中国专利：ZL 2017 1 0897762.X, 2020.6.19

4. 刘天西，雒香，缪月娥。一种功能性锂硫电池隔膜及其制备方法。中国专利：ZL 2018 1 0208750.6, 2020.10.30

5. 刘天西，左立增，张由芳，樊玮，尹一戈，董玥。一种具有高阻燃性能的聚酰亚胺基复合气凝胶及其制备方法和应用。中国专利：ZL 2016 1 0316005.4, 2020.11.3

6. 樊玮，尹一戈，董玥。一种聚酰亚胺基复合气凝胶的制备方法及产品。中国专利：ZL 2016 1 0315959.3, 2020.11.6

7. 刘天西，朱天宜，张超，刘思良。一种基于银-钴-鸟嘌呤纳米片状材料的制备方法。中国专利：ZL 2017 1 1395196.9, 2020.6.19

8. 张超，李倩倩，刘天西，刘思良，郭和乐。一种镍-氮掺杂碳复合材料及其制备方法和应用。中国专利：ZL 2018 1 0055148.3, 2020.10.20

9. 张超，刘颖，刘天西，李乐，刘思良，王开，杨静。一种硒化钼纳米片/氮掺杂碳核壳结构复合材料及其制备方法和应。中国专利：ZL 2017 1 10676993, 2019.12.31

10. 张超，刘颖，刘天西，王开，伏璀玫，晁国杰，李乐，刘思良。一种二硫化钼/碳复合材料及其制备方法和应用。中国专利：ZL 2017 1 05501128, 2019.12.10

11. 樊玮，张翔，刘天西，张祎。一种各向异性细菌纤维素/聚酰亚胺气凝胶及其制备方法。中国专利：ZL 2018 1 0351302.1, 2020.11.24

四、发表SCI论文

1. H. L. Guo, J. Zhou, Q. Q. Li, Y. M. Li, W. Zong, J. X. Zhu, J. S. Xu, C. Zhang*, T. X. Liu*. Emerging dual-channel transition-metal-oxide quasiaerogels by self-embedded templating. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2000024. (IF: 16.836, 大类1区)

2. W. Zong, C. Yang, L. L. Mo, Y. Ouyang, H. L. Guo, L. F. Ge, Y. E. Miao, D. W. Rao, J. W. Zhang*, F. L. Lai*, T. X. Liu*. Elucidating Dual-Defect Mechanism in Rhenium Disulfide Nanosheets with Multi- Dimensional Ion Transport Channels for Ultrafast Sodium Storage. Nano Energy 2020, 77, 105189. (IF: 16.602, 大类1区)

3. W. Zong, N. B. Chui, Z. H. Tian, Y. Y. Li, C. Yang, D. W. Rao, W. Wang, J. J. Huang*, J. T. Wang, F. L. Lai*, T. X. Liu. Ultrafine MoP Nanoparticles Splotched Nitrogen-Doped Carbon Nanosheets Enabling High-Performance 3D-Printed Potassium-Ion Hybrid Capacitors. Adv. Sci. 2020, 2004142. (IF: 15.84, 大类1区)

4. L. Li, Y. Zhang, H. Y. Lu, Y. F. Wang, J. S. Xu, J. X. Zhu, C. Zhang*, T. X. Liu*. Cryopolymerization enables anisotropic polyaniline hybrid hydrogels with superelasticity and highly deformation-tolerant electrochemical energy storage. Nat. Commun. 2020, 11, 62. (IF: 12.121, 大类1区)

5. Y. Zheng, H. Song, S. Chen, X. H. Yu, J. X. Zhu, J. S. Xu, K. A. I. Zhang*, C. Zhang*, T. X. Liu. Metal-free multi-heteroatom-doped carbon bifunctional electrocatalysts derived from a covalent triazine polymer. Small 2020, 2004342. (IF: 11.459, 大类1区)

6. F. L. Lai, J. R. Feng, X. B. Ye, W. Zong, G. J. He*, C. Yang, W. Wang, Y. E. Miao, B. Pan, W. S. Yan, T. X. Liu*, I. P. Parkin*. Oxygen vacancy engineering in spinel-structured nanosheet wrapped hollow polyhedra for electrochemical nitrogen fixation under ambient conditions. J. Mater. Chem. A 2020, 8, 1652. (IF: 11.301, 大类1区)

7. X. Zhang, X. Y. Zhao, T. T. Xue, F. Yang, W. Fan*, T. X. Liu*. Bidirectional anisotropic polyimide/bacterial cellulose aerogels by freeze-drying for super-thermal insulation. Chem. Eng. J. 2020, 385, 123963. (IF: 10.652, 大类1区)

8. Y. J. Wang, Y. Cui, Z. Y. Shao, W. W. Gao, W. Fan*, T. X. Liu, H. Bai*. Multifunctional polyimide aerogel textile inspired by polar bear hair for thermoregulation in extreme environments. Chem. Eng. J. 2020, 390, 124623. (IF: 10.652, 大类1区)

9. H. Yang, C. M. Fu, Y. J. Sun, L. N. Wang*, T. X. Liu*. Fe-doped LiMnPO4@C nanofibers with high Li-ion diffusion coefficient. Carbon 2020, 158, 102. (IF: 8.821, 大类1区)

10. G. J. Chao, L. S. Zhang*, D. Wang, S. Chen, H. L. Guo, K. B. Xu, Wei Fan, T. X. Liu*. Activation of graphitic nitrogen sites for boosting oxygen reduction. Carbon 2020, 159, 611-616. (IF: 8.821, 大类1区)

11. X. Y. Zhao, F. Yang, Z. C. Wang, P. M. Ma, W. F. Dong, H. Q. Hou, W. Fan*, T. X. Liu*. Mechanically strong and thermally insulating polyimide aerogels by homogeneity reinforcement of electrospun nanofibers. Compos. Part B 2020, 182, 107624. (IF: 7.635, 大类1区)

12. C. Qi, L. Xu, J. Wang, H. L. Li, C. C. Zhao, L. N. Wang*, T. X. Liu*. Titanium-Containing Metal-Organic Framework Modified Separator for Advanced Lithium-Sulfur Batteries. ACS Sustainable Chem. Eng. 2020, 8, 12968. (IF: 7.632, 大类1区)

13. W. Zong, D. W. Rao, H. L. Guo, Y. Ouyang, Y. E. Miao, W. Wang, J. Wang, F. L. Lai*, T. X. Liu*. Gradient phosphorus-doping engineering and superficial amorphous reconstruction in NiFe2O4 nanoarrays to enhance the oxygen evolution electrocatalysis. Nanoscale 2020, 12, 10977. (IF: 6.895, 大类1区)

14. Y. Zheng, S. Chen, H. Song, H. L. Guo, K. A. I. Zhang*, C. Zhang*, T. X. Liu. Nitrogen-doped hollow carbon nanoflowers from a preformed covalent triazine framework for metal-free bifunctional electrocatalysis. Nanoscale 2020, 12, 14441. (IF: 6.895, 大类1区)

15. F. Yang, X. Y. Zhao, T. T. Xue, S. J. Yuan, Y. P. Huang, W. Fan*, T. X. Liu*. Superhydrophobic polyvinylidene fluoride/polyimide nanofiber composite aerogels for thermal insulation under extremely humid and hot environment. Sci. China Mater. 2020, https://doi.org/10.1007/s40843-020-1518-4. (IF: 6.098, 大类1区)

16. W. Zong, R. Q. Lian, G. J. He, H. L. Guo, Y. Ouyang, J. Wang, F. L. Lai*, Y. E. Miao, D. W. Rao, D. Brett, T. X. Liu*. Vacancy engineering of group VI anions in NiCo2A4 (A=O, S, Se) for efficient hydrogen production by weakening the shackles of hydronium ion. Electrochim. Acta 2020, 333, 135515. (IF: 6.215, 大类2区)

17. C. M. Fu, H. Yang, G. F. Feng, L. N. Wang∗, T. X. Liu∗. In-situ reducing synthesis of MoP@nitrogen-doped carbon nanofibers as an anode material for lithium/sodium-ion batteries. Electrochim. Acta 2020, 358, 136921. (IF: 6.215, 大类2区)

18. X. D. Chen, Y. Chen, X. Luo, H. L. Guo, N. N. Wang, D. W. Su, C. Zhang*, T. X. Liu, G. X. Wang*, L. F. Cui*. Polyaniline engineering defect-induced nitrogen doped carbon-supported Co3O4 hybrid composite as a high-efficiency electrocatalyst for oxygen evolution reaction. Appl. Surf. Sci. 2020, 526, 146626. (IF: 6.182, 大类2区)

19. J. J. Tian, H. Yang, C. M. Fu, M. L. Sun, L. N. Wang*, T. X. Liu. In-situ synthesis of microspherical Sb@C composite anode with high tap density for lithium/sodium-ion batteries. Compos. Commun. 2020, 17, 177. (IF: 4.915, 大类2区)

20. J. L. Wang, S. Mubarak, D. Dhamodharan, N. Divakaran, L. X. Wu*, Xu Zhang*. Fabrication of thermoplastic functionally gradient composite parts with anisotropic thermal conductive properties based on multicomponent fused deposition modeling 3D printing. Compos. Commun. 2020, 19, 142. (IF: 4.915, 大类2区)

21. T. Y. Zhu, Q. C. Feng, S. L. Liu, C. Zhang*. Metallogel-derived 3D porous carbon nanosheet composites as an electrocatalyst for oxygen reduction reaction. Compos. Commun. 2020, 20, 100376. (IF: 4.915, 大类2区)

22. L. S. Zhang, Y. P. Huang, Y. E. Miao, W. Fan*, T. X. Liu. Hierarchical composites of NiCo2S4 nanorods grown on carbon nanofibers as anodes for high-performance lithium ion batteries. Compos. Commun. 2020, 21, 100395. (IF: 4.915, 大类2区)

23. X. Zhang, W. Fan*, T. X. Liu*. Fused deposition modeling 3D printing of polyamide-based composites and its applications. Compos. Commun. 2020, 21, 100413. (IF: 4.915, 大类2区)

24. G. Y. Zhou, L. L. Mo, C. Y. Zhou, Y. Lv*, Y. E. Miao*, T. X. Liu*. Flexible naphthalene-based polyimide nanofiber cathode with hierarchical micro/nanoporous structure for high-performance organic sodium-ion batteries. Compos. Commun. 2020, 22, 100490. (IF: 4.915, 大类2区)

25. G. Y. Zhou, X. Y. An, C. Y. Zhou, Y. Wu, Y. E. Miao*, T. X. Liu*. Highly porous electroactive polyimide-based nanofibrous composite anode for all-organic aqueous ammonium dual-ion batteries. Compos. Commun. 2020, 22, 100519. (IF: 4.915, 大类2区)

26. L. Xu*, X. Wang, T. Ma, X. Y. Zhao*. Seed-mediated growth of Au core-Pd shell-structured nanoparticles on a polymer nanofibrous mat as a highly active photocatalytic composite material. Compos. Commun. 2020, 21, 100406. (IF: 4.915, 大类2区)

27. L. J. Meng, F. H. Niu, P. J. Deng, N. Li, Y. Lv*, M. H. Huang*. Electrospun nanofiber supports with bio-inspired modification enabled high-performance forward osmosis composite membranes. Compos. Commun. 2020, 22, 100473. (IF: 4.915, 大类2区)

28. T. Y. Zhu, S. L. Liu, K. N. Wan, C. Zhang*, Y. Y. Feng, W. Feng, T. X. Liu*. Fluorine and nitrogen dual-doped porous carbon nanosheet-enabled compact electrode structure for high volumetric energy storage. ACS Appl. Energy Mater. 2020, 3, 4949. (IF: 4.473, 大类2区)

29. L. Xu, H. H. Zhang, T. F. Shi*, L. J. An, Y. Y. Lu*. The effects of solvent polarity on the crystallization behavior of thin π-conjugated polymer film in solvent mixtures investigated by grazing incident X-ray diffraction. Polymer 2020, 190, 122259. (IF: 4.231, 大类3区)

30.Y. Zheng, S. Chen, H. Y. Lu, C. Zhang*, T. X. Liu. 3D honeycombed cobalt, nitrogen co-doped carbon nanosheets via hypersaline-protected pyrolysis towards efficient oxygen reduction. Nanotechnology 2020, 31, 364003. (IF: 3.551, 大类2区)

31. H. L. Li, X. F. Wang, C. Qi, C. C. Zhao, C. M. Fu, L. N. Wang*, T. X. Liu. Self-assembly of MoO3-decorated carbon nanofiber interlayers for high-performance lithium–sulfur batteries. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 2157. (IF: 3.43, 大类3区)

32. Xu Zhang*, J. L. Wang*. Controllable interfacial adhesion behaviors of polymer-on-polymer surfaces during fused deposition modeling 3D printing process. Chem. Phys. Lett. 2020, 739, 136959. (IF: 2.029, 大类4区)

33. L. P. Su, Z. N. Li, Z. S. Huang, K. G. Lai, H. G. Zhang, C. P. Liu, M. F. Chen, Xu Zhang*. Preparation, flame retardancy, and mechanical properties of flame-retardant glass fibre reinforced epoxy composites. Plastics, Rubber and Composites 2020, 49, 443. (IF: 1.543, 大类4区)

34. L. Xu, T. F. Shi, L. J. An, Y. Y. Lu*, L. N. Wang*. Effect of interfacial adsorption on the stability of thin polymer films in a solvent-induced process. Chinese J. Polym. Sci 2020, DOI: 10.1007/s10118-020-2493-8. (IF: 3.154, 大类2区)

35. S. J. Yuan, W. Fan*, Y. N. Jin, D. Wang, T. X. Liu. Free-standing flexible graphene-based aerogel film with high energy density as an electrode for supercapacitors. Nano Mater. Sci. 2020, doi.org/10.1016/j.nanoms.2020.03.003. (新增刊)

36. G. J. Chao, L. S. Zhang, S. J. Yuan, T. T. Xue, F. Yang, Y. P. Huang, W. Fan*, T. X. Liu. Ultrathin MnO2 sheet arrays grown on hollow carbon fibers as effective polysulfide-blocking interlayers for high-performance Li-S batteries. ACS Applied Energy Materials 2020, 3(12): 12703. (新期刊)

五、荣誉与获奖情况

（一）获奖情况

1. 宗伟（2019级博士生）：维凯奖学金、东华大学优秀学生、上海市大学生先进材料创新创意大赛三等奖

2. 薛甜甜（2020级博士生）：社会工作优秀奖、东华大学优秀干部标兵

3. 杨浩（2017级硕士生）：上海市优秀毕业生、东华大学研究生“学术之星”、东华大学优秀学生

4. 王栋（2017级硕士生）：上海市优秀毕业生、东华大学优秀学生

5. 陈山（2017级硕士生）：上海市优秀毕业生、东华大学优秀学生

6. 王小飞（2017级硕士生）：上海市优秀毕业生、东华大学研究生“学术之星”、东华大学优秀学生

7. 郭和乐（2017级硕士生）：上海市优秀毕业生、东华大学研究生“学术之星”、东华大学优秀学生

8. 朱晓波（2017级硕士生）：上海市优秀毕业生、东华大学优秀学生

9. 张翔（2017级硕士生）：综合奖学金、东华大学优秀毕业生

10. 杨帆（2018级硕士生）：研究生国家奖学金、上海市大学生先进材料创新创意大赛一等奖

11. 齐楚（2018级硕士生）：研究生国家奖学金、东华大学优秀学生、上海市大学生先进材料创新创意大赛三等奖

12. 李惠兰（2018级硕士生）：研究生国家奖学金、东华大学优秀学生、上海市大学生先进材料创新创意大赛三等奖

13. 元诗佳（2018级硕士生）：综合奖学金、上海市大学生先进材料创新创意大赛一等奖

14. 周春杨（2018级硕士生）：上海市大学生先进材料创新创意大赛三等奖

15. 徐凯文（2018级硕士生）：社会活动优秀奖

16. 田婧（2019级硕士生）：陈彦模奖学金

17. 焦笑霞（2019级硕士生）社会工作优秀奖

18. 史佩茹（2019级硕士生）：社会活动优秀奖

19. 钱雨姗（2020级硕士生）：研究生新生推免奖学金

（二）优秀毕业论文

1. 亲锂性聚合物界面层的结构设计及其对锂金属负极的保护研究（2020届硕士生尚楠）

2. 锂金属电池负极碳基载体材料研究进展综述（2020届本科生朱鑫国）

3. 静电纺纳米纤维材料在锂金属电池中的应用研究进展（2020届本科生钱雨姗）

六、学术兼职情况

目前刘天西教授担任Composites Communications (Elsevier) 、Functional Composite Materials (Springer Nature)、Advanced Fiber Materials (Springer Nature) 副主编以及其他7个国际、国内学术期刊编委；中国复合材料学会微纳复合材料分会主任委员、导热复合材料专业委员会副主任委员、超细纤维复合材料分会副主任委员。

七、课题组学术活动

（一）举办学术会议

1. 2020年10月22-24日，刘天西教授担任会议共同主席在杭州举办第一届“汇纳聚热”复合材料学术沙龙。

（二）参加学术会议

 1. 2020新材料国际发展趋势高层论坛，2020.10.29-2020.11.1，西安，刘天西，“聚酰亚胺纳米纤维气凝胶复合材料”

2. 第十届中国纺织学术年会，2020.10.15-17，无锡，刘天西，“聚酰亚胺纳米纤维气凝胶复合材料”

3. 2020年全国高分子材料科学与工程研讨会，2020.10.27-31，海口，缪月娥，“静电纺聚合物纳米纤维锂硫电池隔膜”

4. 第六届高分子学科国家重点实验室青年学者交流会，2020.12.4-6，上海，缪月娥，“离子选择性聚合物纳米纤维锂硫电池隔膜”

5. 2020年可逆交联高分子学术论坛, 2020.12.11-13, 宁波, 张超, “具有可编程自褶皱结构的离子导电水凝胶”

6. 第一届“汇纳聚热”复合材料学术沙龙, 2020.10.22-24, 杭州, 张超, “限域策略构建聚合物纳米复合材料三维导电网络”