绿色能源材料研究团队

一、基本情况介绍
1.团队简介

本团队致力于绿色、环保、无污染的纳米储能材料与纳米光催化材料在新能源领域的研究与应用。现有成员6人，其中教授2人，副教授4人。近三年来团队承担国家级项目7项，省部级项目12项，校级项目2项，总经费600多万元；发表SCI论文60余篇，其中影响因子大于10的论文7篇，高被引论文3篇，被引2800余次；授权专利10余项；获省部级奖3次；广东省高等学校“千百十工程”优秀省级培养对象1人次。2017年度团队相关研究成果获得广东省科学技术自然科学二等奖（项目主持人：方岳平教授）。多名博士、硕士研究生多次获得国家级、省级、校级学术荣誉或优秀毕业生等称号。

2.研究方向

储能材料研发

（1）锂离子电池

锂离子电池是一种高效的二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间的往返嵌入和脱嵌来进行充放电。锂离子电池具有电压高、循环寿命长、安全性能较好、能量密度大等优点。 锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，而发展更高能量密度的负极材料是当前的研究重点之一。

（2）超级电容器

超级电容器，是一种主要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷储存电能的新型储能装置。复合碳材料与金属氧化物来弥补单一材料的缺点，同时实现材料性能的优势互补，获得兼有高容量、优异循环性与倍率性能的超级电器复合电极材料。

太阳能转化材料研发

（1）光解水制氢

本方向主要研究半导体材料在光的照射下裂解水的反应机理，各种因素对材料光催化性能的影响、改性方法，以及裂解水产氢在实际中的应用。

（2）光催化降解农药

在光源照射下，利用特定波长的光源来产生催化的作用，利用光激发的极具氧化能力的光生空穴或者具有强还原能力的自由电子来催化与光催化剂接触的反应物发生氧化或者还原反应，将有毒的有机物（农药）转化成无毒或者低毒的物质，达到净化环境的作用。

（3）光电性能

光照半导体催化剂表面所产生的光生电子－空穴对被半导体/电解液的电场所分离后与水进行氧化还原反应，产生氢气与氧气，可将太阳能转换为化学能，主要研究如何提高催化剂的光能转换效率与延长催化剂寿命等方面。
二、团队成员简介

团队带头人

方岳平，博士、教授、博士生导师，近几年来，一直从事纳米光催化（光催化水的分解、二氧化碳光还原、光催化水中有机污染物降解），工业催化，储能材料领域的研究工作。主持过多项国家基金、省高校科技创新重点项目等，在国内外公开发表学术论文100余篇，其中在化学与材料领域中较高级别的刊物如 J. Am. Chem. Soc.（2篇）、Angew. Chem. Int. Ed（2篇）、Adv. Mater.（3篇）、Adv. Func. Mater.（2篇）、Small（2篇）、J. Mater. Chem.（包括A、B与C，10多篇）等国际著名刊物上，发表的论文已被引用3000多次，最高单篇引用350次，H-因子：27。 2014年被评为广东省高等学校“千百十工程”优秀省级培养对象；2016年度获得广东省科学技术自然科学二等奖（项目主持人）。近几年一直从事纳米材料与纳米复合材料的制备、表征与应用等方面的研究工作。如：锂离子电池的电极材料，超级电容器电极材料，光催化材料等，在新型纳米材料研发方面具有丰富的科研工作经验。

禹筱元，博士，教授，出站博士后，博士生导师，广东省千百十工程校级培养对象，广东省首批科技特派员。1999年在华中师范大学获硕士学位；2005年在中南大学获博士学位；2006-2008年在中山大学理工学院材料物理与化学专业从事博士后工作；2015-2016年在美国康涅狄格大学材料研究所从事访问学者。1999-2005年在中南大学化学系任助教，讲师；2006年调入华南农业大学，现为best365网页版登录官网教授。主要从事锂离子电池等二次电池和超级电容器关键电极材料及聚合物电解质膜的研究，发表论文40余篇，申请专利5项，授权5项，先后主持与参与省部级科研项目17项。2016年获广东省科学技术二等奖（排名第5）；指导研究生和本科生多次获校优秀研究生一等奖、校优秀硕士论文和广东省研究生化学学术研讨会口头报告“一等奖”、广东省大学生“挑战杯”科技作品大赛二、三等奖等；本人获大学生科技创新项目“优秀指导教师”。

团队骨干教师

高琼芝，博士，副教授，硕士生导师。2003年7月至今，于华南农业大学理学院、best365网页版登录官网任讲师、副教授；2015年9月至2016年9月于美国密苏里大学堪萨斯城分校以访问学者身份从事合作研究。近年主要讲授的课程包括：无机及分析化学、高分子化学（双语）、高分子材料实验、材料化学研究性实验等。目前主要从事聚合物基复合材料、光催化材料等的制备与性能方面的研究。主持及参与省部级课题10余项，在国内外学术刊物发表了论文20余篇。2019年被评为华南农业大学校级十佳优秀教师。

张声森，男，博士，硕士研究生导师。指导研究生6位（4位已毕业），其中有2位获得校级优秀硕士毕业生。近几年主要在新型光催化材料的设计、制备及其在环境污染治理、环境监测和能源转换等方面的应用研究；贵金属纳米颗粒的制备及其催化性能在环境分析中的应用。相关研究取得了一系列的成果，目前已授权的国家发明专利5项，公开发表SCI学术论文70余篇，其中以第一作者或通讯作者署名发表论文30多篇。先后主持的科研项目6项，参与的国基项目6项。

蔡欣，华南农业大学材料化学系，副教授，硕导。2010年毕业于北京科技大学，获应用化学专业学士学位；2015年7月毕业于北京大学化学与分子工程学院高分子化学与物理专业，获理学博士学位；随后进入华南农业大学开展工作。近年来围绕微/纳能源材料的制备与应用开展研究，研究方向主要包括柔性可穿戴能源转换/储存器件（锂离子电池、可充锌-空电池、超级电容器与染料敏化太阳能电池等）的电极材料设计与制备等。以第一作者或通讯作者在Advanced Materials，ACS Applied Materials & Interfaces，Journal of Material Chemistry A，ChemSusChem等国际著名学术刊物上发表SCI论文19篇（包括一区论文10篇，其中影响因子大于20的论文1篇，影响因子大于10的论文3篇），论文成果获选期刊封底与期刊内封面2次。论文总引用超过2300次，单篇最高被引470余次，H因子为22。

杨思源，首聘副教授，硕士生导师。长期致力于满足能源和环境方面需求的无机多功能纳米材料的设计与制备研究。对目前处于热门研究领域的锂离子电池材料，超级电容器材料，高效率太阳能转换材料具有深入了解。在过去的6年多时间中，重点设计并制备了多种可用于锂电，超级电容器及光电催化的无机半导体材料，如纳米TiO₂; Cu₂O; C₃N₄; SnO₂; BiPO₄; CdS; Ag₃PO₄; AgX(X=Cl;Br;I)及具有等离子共振效应的纳米贵金属材料（纳米Au; Ag; Cu）等。已发表SCI论文40余篇，其中第一作者论文11篇。近年来，着重致力于无机半导体材料光催化全分解水方面的研究,实现了光解水反应中产生的氢、氧两种气体的原位分离。

团队导师联系方式：

团队科研氛围浓厚，积极搭建高水准科研平台，已建成科研条件良好、设施设备较为齐全的科研平

四、在研项目介绍
近三年主持项目

(1)国家自然科学基金，表/界面快离子导体增强调制复合高效的光催化全分解水体系，2020-01至2024-12，70.0万元，在研，方岳平主持。

(2)国家自然科学基金，稳定高效的碳化硅复合材料的设计、制备与性能研究、2017/01~2018/12、30万、方岳平主持。

(3)广东省科技厅国际合作项目，碳纤维布集成的硅/碳复合锂离子电池负极材料的设计、制备及其电化学储能应用，2015/01~2017/12、50万、方岳平主持。

(4)国家自然科学基金，含氮共轭聚合物与无机半导体杂化光催化剂的设计、制备与催化机理研究，2012/01~2015/12、61万、方岳平主持。
  (5)广东省高等学校科技创新重点项目，低锂离子电池用高密度三维核-壳SnO2@C纳米复合材料的制备及贮锂机理研究，2012/1~2014/12、25万、方岳平主持。
  (6)国家自然科学基金，低维纳米材料超结构的可控合成及其结构和性能研究，2010/01~2012/12、28万、方岳平主持。

(7)国家自然科学基金青年基金项目，51602109，基于功能碳纤维的柔性纤维状锂离子电池制备及性能研究，2017/01-2019/12，20万元，在研，蔡欣主持。

(8)广东省自然科学基金自由申请项目，2017A030313283，基于核-壳结构碳纤维/硅复合负极的柔性纤维锂离子电池的制备及性能研究，2017/05-2020/05，10万元，在研，蔡欣主持。

(9)华南农业大学青年科技人才培育专项基金，基于纳米硅修饰的碳纤维负极的柔性可穿戴锂离子电池的设计与制备，2017/01-2018/12，20万元，在研，蔡欣主持。

10)华南农业大学优秀博士科研启动，21万元，在研，蔡欣主持。

(11)广州市科技计划项目(产学研协同创新重大专项)，基于生物态硅碳源制备高性能锂离子动力电池硅碳复合负极材料及其储能应用关键技术，2017/05~2019/12、100万、禹筱元主持。

(12)广东省科技计划项目，竹材精深加工制备分级多孔竹炭支撑纳米铁基氧化物复合材料及储能性能研究，2016/01~2017/12、15万、禹筱元主持。

(13)广东省自然科学基金，微纳多元耦合多电子反应负极材料的设计、制备与储能性能研究，2017/05~2020/05、10万、禹筱元主持。

(14)广东省自然科学基金，面上项目，双极同基自偏压光催化体系的构建及其净化有机废水耦合制氢研究，2019/10/01~2022-09-30,10万元，张声森主持。

(15)广东省自然科学基金，阴阳两极一体化自偏压光电池的设计及其光催化分解水制氢性能研究，2017/05~2020/04、10万、张声森主持。
  (16)广东省科技厅公益基金项目，“具有等离子共振效应的纳米Cu修饰氢化一维TiO2纳米材料的制备及其太阳能光催化分解水制氢性能研究”，2016/01~2018/12、30万、张声森主持。

(17)湖南省“环境与能源光催化”开放课题，“Ag@TiO₂同轴异质材料设计及光催化全解水研究”，2016/01~2017/12、3万、张声森主持。
  (18)博士后科学基金项目特别资助，“纳米Cu表面等离子体材料的构建及其可见光催化性能研究”，2014/05~2014/10、15万、张声森主持。

(19)中央高校基本科研业务费面上项目(自然科学类)，“Ag₂ZnSeS₄/TiO₂纳米管阵列的制备及其可见光光催化性能、机理研究”，2014/01~2015/12、10万、张声森主持。

(20)国家自然科学基金青年基金，21802046，新型高效石墨烯基全固态Z型光催化体系的构建及其分解水产氢研究，2019/01-2019/12, 25.5万元，在研，杨思源主持。

(21)广东省自然科学基金项目，2018A0303130018，多层石墨烯Z型光催化体系的构建及其可见光催化分解海水产氢，2018/05-2021/04, 10万元，在研，杨思源主持。

(22)华南农业大学青年科技人才培育专项基金，全固态Z型光催化剂光催化分解海水产氢性能研究，20万元，杨思源主持。

五、近三年主要研究成果
代表性学术论文[1-31]

[1] Y. Zhong, S. Yang, X. Cai, S. Zhang, Q. Gao, Y. Liu, Z. Yang, S. Yang, Y. Fang, Bio-inspired multilayered graphene-directed assembly of monolithic photo-membrane for full-visible light response and efficient charge separation, Appl. catal. B. Enveron, 263 (2020).

[2] F. Si, C. Tang, Q. Gao, F. Peng, S. Zhang, Y. Fang, S. Yang, Bifunctional CdS@Co₉S₈/Ni₃S₂ catalyst for efficient electrocatalytic and photo-assisted electrocatalytic overall water splitting, J. Mater. Chem. A, 8 (2020) 3083-3096.

[3] S. Li, X. Yang, S. Yang, Q. Gao, S. Zhang, X. Yu, Y. Fang, S. Yang, X. Cai, An amorphous trimetallic (Ni–Co–Fe) hydroxide-sheathed 3D bifunctional electrode for superior oxygen evolution and high-performance cable-type flexible zinc–air batteries, J. Mater. Chem. A, 8 (2020) 5601-5611.

[4] S. Chen, X. Zhou, J. Liao, S. Yang, X. Zhou, Q. Gao, S. Zhang, Y. Fang, X. Zhong, S. Zhang, FeNi intermetallic compound nanoparticles wrapped with N-doped graphitized carbon: a novel cocatalyst for boosting photocatalytic hydrogen evolution, J. Mater. Chem. A, 8 (2020) 3481-3490.

[5] X. Zhou, Y. Fang, X. Cai, S. Zhang, S. Yang, H. Wang, X. Zhong, Y. Fang, In Situ Photodeposited Construction of Pt-CdS/g-C₃N₄-MnOx Composite Photocatalyst for Efficient Visible-Light-Driven Overall Water Splitting, ACS Appl Mater Interfaces, 12 (2020) 20579-20588.

[6] M. Wang, X. Zhou, X. Cai, H. Wang, Y. Fang, X. Zhong, Hierarchically porous, ultrathin N–doped carbon nanosheets embedded with highly dispersed cobalt nanoparticles as efficient sulfur host for stable lithium–sulfur batteries, Journal of Energy Chemistry, 50 (2020) 106-114.

[7] G. Yang, Q. Gao, S. Yang, S. Yin, X. Cai, X. Yu, S. Zhang, Y. Fang, Strong adsorption of tetracycline hydrochloride on magnetic carbon-coated cobalt oxide nanoparticles, Chemosphere, 239 (2020) 124831.

[8] S. Kuang, D. Xu, W. Chen, X. Huang, L. Sun, X. Cai, X. Yu, In situ construction of bamboo charcoal derived SiOx embedded in hierarchical porous carbon framework as stable anode material for superior lithium storage, Appl. Surf. Sci., 521 (2020).

[9] X. Zhou, Q. Gao, S. Yang, Y. Fang, Carbon nanotube@silicon carbide coaxial heterojunction nanotubes as metal-free photocatalysts for enhanced hydrogen evolution, Chinese Journal of Catalysis, 41 (2020) 62-71.

[10] R. Wang, S. Chen, Y.H. Ng, Q. Gao, S. Yang, S. Zhang, F. Peng, Y. Fang, S. Zhang, ZnO/CdS/PbS nanotube arrays with multi-heterojunctions for efficient visible-light-driven photoelectrochemical hydrogen evolution, Chem. Eng. J., 362 (2019) 658-666.

[11] Y. Zhong, S. Yang, S. Zhang, X. Cai, Q. Gao, X. Yu, Y. Xu, X. Zhou, F. Peng, Y. Fang, CdS branched TiO₂: Rods-on-rods nanoarrays for efficient photoelectrochemical (PEC) and self-bias photocatalytic (PC) hydrogen production, J. Power Sources, 430 (2019) 32-42.

[12] Z. Zhao, X. Cai, X. Yu, H. Wang, Q. Li, Y. Fang, Zinc-assisted mechanochemical coating of a reduced graphene oxide thin layer on silicon microparticles to achieve efficient lithium-ion battery anodes, Sustainable Energy & Fuels, 3 (2019) 1258-1268.

[13] H. Guan, S. Zhang, X. Cai, Q. Gao, X. Yu, X. Zhou, F. Peng, Y. Fang, S. Yang, CdS@Ni3S2 core–shell nanorod arrays on nickel foam: a multifunctional catalyst for efficient electrochemical catalytic, photoelectrochemical and photocatalytic H2 production reaction, J. Mater. Chem. A, 7 (2019) 2560-2574.

[14] X. Zhou, Y. Zhu, Q. Gao, S. Zhang, C. Ge, S. Yang, X. Zhong, Y. Fang, Modified Graphitic Carbon Nitride Nanosheets for Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution, ChemSusChem, 12 (2019) 4996-5006.

[15] R. Wang, J. Yan, M. Zu, S. Yang, X. Cai, Q. Gao, Y. Fang, S. Zhang, S. Zhang, Facile synthesis of interlocking g-C₃N₄/CdS photoanode for stable photoelectrochemical hydrogen production, Electrochim. Acta, 279 (2018) 74-83.

[16] D. Xu, W. Chen, Y. Luo, H. Wei, C. Yang, X. Cai, Y. Fang, X. Yu, Amorphous TiO₂ layer on silicon monoxide nanoparticles as stable and scalable core-shell anode materials for high performance lithium ion batteries, Appl. Surf. Sci., 479 (2019) 980-988.

[17] X. Cai, W. Liu, Z. Zhao, S. Li, S. Yang, S. Zhang, Q. Gao, X. Yu, H. Wang, Y. Fang, Simultaneous Encapsulation of Nano-Si in Redox Assembled rGO Film as Binder-Free Anode for Flexible/Bendable Lithium-Ion Batteries, ACS Appl Mater Interfaces, 11 (2019) 3897-3908.

[18] Q. Gao, F. Si, S. Zhang, Y. Fang, X. Chen, S. Yang, Hydrogenated F-doped TiO₂ for photocatalytic hydrogen evolution and pollutant degradation, Int. J. Hydrogen Energy, (2019).

[19] F. Li, G. Luo, J. Yu, W. Huang, D. Xu, W. Chen, X. Huang, S. Yang, Y. Fang, X. Yu, Terminal hollowed Fe₂O₃@SnO₂ heterojunction nanorods anode materials with enhanced performance for lithium-ion battery, J. Alloys Compd., 773 (2019) 778-787.

[20] Y. Liu, Y. Li, F. Peng, Y. Lin, S. Yang, S. Zhang, H. Wang, Y. Cao, H. Yu, 2H- and 1T- mixed phase few-layer MoS₂ as a superior to Pt co-catalyst coated on TiO₂ nanorod arrays for photocatalytic hydrogen evolution, Appl. catal. B. Enveron, 241 (2019) 236-245.

[21] C. Zhang, X. Cai, D. Xu, W. Chen, Y. Fang, X. Yu, Mn doped FeCO₃/reduced graphene composite as anode material for high performance lithium-ion batteries, Appl. Surf. Sci., 428 (2018) 73-81.

[22] C. Zhang, X. Cai, W. Chen, S. Yang, D. Xu, Y. Fang, X. Yu, 3D Porous Silicon/N-Doped Carbon Composite Derived from Bamboo Charcoal as High-Performance Anode Material for Lithium-Ion Batteries, ACS Sustainable Chem. Eng., 6 (2018) 9930-9939.

[23] W. Liu, Y. Zhong, S. Yang, S. Zhang, X. Yu, H. Wang, Q. Li, J. Li, X. Cai, Y. Fang, Electrospray synthesis of nano-Si encapsulated in graphite/carbon microplates as robust anodes for high performance lithium-ion batteries, Sustainable Energy & Fuels, 2 (2018) 679-687.

[24] X. Huang, X. Cai, D. Xu, W. Chen, S. Wang, W. Zhou, Y. Meng, Y. Fang, X. Yu, Hierarchical Fe₂O₃@CNF fabric decorated with MoS₂ nanosheets as a robust anode for flexible lithium-ion batteries exhibiting ultrahigh areal capacity, J. Mater. Chem. A, 6 (2018) 16890-16899.

[25] R. Wang, M. Zu, S. Yang, S. Zhang, W. Zhou, Z. Mai, C. Ge, Y. Xu, Y. Fang, S. Zhang, Visible-light-driven photoelectrochemical determination of Cu²⁺ based on CdS sensitized hydrogenated TiO 2 nanorod arrays, Sensors and Actuators B: Chemical, 270 (2018) 270-276.

[26] Y.-R. Lv, R. Huo, S.-Y. Yang, Y.-Q. Liu, X.-J. Li, Y.-H. Xu, Self-assembled synthesis of PbS quantum dots supported on polydopamine encapsulated BiVO₄ for enhanced visible-light-driven photocatalysis, Sep. Purif. Technol., 197 (2018) 281-288.

[27] Y. Liu, S. Yang, S. Zhang, H. Wang, H. Yu, Y. Cao, F. Peng, Design of cocatalyst loading position for photocatalytic water splitting into hydrogen in electrolyte solutions, Int. J. Hydrogen Energy, 43 (2018) 5551-5560.

[28] Y. Liu, Y. Li, S. Yang, Y. Lin, J. Zuo, H. Liang, F. Peng, Revealing the Relationship between Photocatalytic Properties and Structure Characteristics of TiO₂ Reduced by Hydrogen and Carbon Monoxide Treatment, ChemSusChem, 11 (2018) 2766-2775.

[29] S. Zhang, J. Yan, S. Yang, Y. Xu, X. Cai, X. Li, X. Zhang, F. Peng, Y. Fang, Electrodeposition of Cu₂O/g-C₃N₄ heterojunction film on an FTO substrate for enhancing visible light photoelectrochemical water splitting, Chinese Journal of Catalysis, 38 (2017) 365-371.

[30] Y. Su, S. Yang, W. Liu, L. Qiao, J. Yan, Y. Liu, S. Zhang, Y. Fang, Visible light photoelectrochemical sulfide sensor based the use of TiO₂ nanotube arrays loaded with Cu2O, Microchimica Acta, 184 (2017) 4065-4072.

[31] D. Xu, W. Liu, C. Zhang, X. Cai, W. Chen, Y. Fang, X. Yu, Monodispersed FeCO₃ nanorods anchored on reduced graphene oxide as mesoporous composite anode for high-performance lithium-ion batteries, J. Power Sources, 364 (2017) 359-366.

代表性专利
 (1) 方岳平; 钟永鸣; 杨思源; 张声森一种自组装石墨烯原位生长纳米棒阵列复合膜及其制备方法 2019-12-24 中国 ZL 2017 1 0511499.6。

(2) 苏泳钊; 彭峰; 张山青; 杨思源; 方岳平；张声森一种灵敏的便携式光电催化化学需氧量传感器 2019-5-7 中国 ZL 2017 1 0219525.8。

(1) 禹筱元; 张聪聪; 许东辉,锂离子电池竹炭/金属氧化物复合负极材料及其制法和应用, 2017.5.10, 中国, ZL201710325134.4 (已授权) 授权公告日：2019.11.15

(2) 禹筱元; 张聪聪; 许东辉; 陈文艳; 方岳平, 一种锂离子电池硅碳复合负极材料的制备方法, 2017.5.11, 中国, ZL201710329850.X (专利),(已授权) 授权公告日：2018.12.18

(3) 禹筱元; 张聪聪; 陈文艳; 许东辉, 一种锂离子电池竹炭负极材料的制备方法, 2017.5.11, 中国, ZL201710329859.0 (已授权) 授权公告日：2019.10.22。

(4) 禹筱元; 张聪聪; 许东辉; 陈文艳, 一种锂离子电池竹炭/硫化钼复合负极材料的制备方法, 2017.5.11, 中国, ZL201710329858.6 (已授权) 授权公告日：2019.1.11。

六、获奖情况
(1)广东省科学技术奖二等奖，无机纳米结构材料的液相生长研究，方岳平，禹筱元，杨思源等，2017。

(2)广西壮族自治区科学技术奖二等奖，光电纳米功能材料的液相调控合成及性能，方岳平等，2019。

(3)张声森第二届广东省硅酸盐学会青年科技奖广东省硅酸盐学会科技进步，2017(科研奖励)。
  (4)教育部高等学校科学研究优秀成果奖（自然科学奖）二等奖，纤维形态光伏及能量储存器件，蔡欣（4/8），2019。
七、学生培养情况

近年来，本团队学术型硕士生人均发表SCI论文2篇以上（大多为SCI一、二区或影响因子5.0以上论文），每年研究生获学校发表论文奖励金总额居全院前列。

近几年团队部分学生获奖如下：