近日，韦德官方网-(中国)科技公司光电材料与技术学院2021级化工专业硕士研究生丁英杰在严朝雄博士、桑鸿乾副研究员和徐志花教授的指导下，在湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队科研项目、韦德官方网-(中国)科技公司四新学科专项和双一流学科建设经费支持下，以第一作者和共一作者，在《Small》（IF=13.3）和《Chemical Engineering Journal》（IF=15.1）等国际著名期刊发表研究论文。韦德官方网-(中国)科技公司为第一完成单位。
镍钴层状双氢氧化物（NiCo-LDH）具有高理论比容量，独特的层状结构，丰富的活性位点等优势。但NiCo-LDH材料存在导电性和循环稳定性差、以及易聚集等缺点。在充分发挥NiCo-LDH电极材料的优势下，丁英杰针对其不足进行改性，采用微波合成法在碳布上原位生长了Mo掺杂的NiCo-LDH电极材料（MoNiCo-LDH/CC）。结果发现Mo掺杂对NiCo-LDH的电子结构和氧空位具有积极的调控作用，最佳Mo掺杂含量的MoNiCo-LDH-0.05/CC电极在1 A g–1的电流密度下表现出417.1 mA h g–1的高比容量，在32 A g–1的大电流密度下容量保持率为84.8%，明显优于NiCo-LDH/CC的比容量。组装的混合型超级电容器件在750 W kg–1的功率密度下具有103.3 W h kg–1的能量密度，经过5000次循环充放电后，该器件仍保留初始容量的85.2%。两个组装的超级电容器串联可以点亮30个LED灯，具有一定的实际应用潜力。
图1. MoNiCo-LDH/CC电子结构和氧空位的调控及器件性能（Small 2023, 2308767）
同时，丁英杰与王国胜同学合作，采用金属元素掺杂和核壳异质结构建策略成功制备了导电性增强的Co3O4@Mn-Ni(OH)2/CC电极（图2）。Mn掺杂和其诱导产生的氧空位增大了Ni(OH)2的电导率，抑制了Ni(OH)2在充放电过程中的不可逆相变，提升了电极的长时间循环稳定性。同时，核壳异质结构促进了活性位点的暴露，并减少了界面的电荷转移阻力。Co3O4@Mn-Ni(OH)2/CC电极在1 A g–1时的比容量为313.4 mA h g–1（1128.4 C g–1或2051.6 F g–1），约为Ni(OH)2/CC电极（48.9 mA h g–1）的6.4倍。其组装的混合超级电容器件在800 W kg–1时的能量密度达到65.5 W h kg–1。两个串联的器件驱动6个绿色LED可达1700多秒。这项研究为合理设计和制备高利用率的电极材料提供了一些思路。
图2. Co3O4@Mn-Ni(OH)2/CC电极材料界面结构及电化学性能（Chemical Engineering Journal 469 (2023) 143984）
丁英杰还以第一作者在《Materials Chemistry and Physics》（IF=4.6）和《韦德官方网-(中国)科技公司学报》上发表论文各一篇，并获得韦德官方网-(中国)科技公司研究生科研基金项目(KYCXJJ202325)。他与课题组其他同学合作，以合作者身份在《Journal of Colloid and Interface Science》（IF=9.9），《Chemical Engineering Science》（IF=4.1，化工三大期刊之一），《》Journal of Environmental Chemical Engineering》（IF=7.7），《》Applied Surface Science》（IF=6.7），《》Journal of Alloys and Compounds》（IF=6.2），《Electrochimica Acta》（IF=6.6）及《Catalysis Science & Technology》（IF=5）等国际期刊发表SCI论文8篇。丁英杰目前已成功被中国地质大学（武汉）材料与化学学院拟录取为博士研究生。
图3. 丁英杰在做实验
文图：光电材料与技术学院
编辑：赵明
审核：江萱
