个人简介-应用表面与胶体化学教育部重点实验室

个人简介

您现在所在的位置是: 首页 > 研究队伍 > 固定人员 > 刘宗怀教授课题组 > 个人简介

刘宗怀  教授

2004年至今,陕西师范大学

Post-doc. Fellow, National Institute of Advanced Industrial   Science and Technology, Japan (2001)

JSPS Post-doc. Fellow, Japan (2002-2004)

日本产业技术综合研究所及日本学术振兴会博士后

Ph. D., Faculty and   School of Engineering, the University of Tokushima, Japan (2001)

工学博士,日本国立德岛大学工学科

硕士,西北大学,(1990)

电话:029-81530706

传真:029-81530702

E-mail: zhliu@snnu.edu.cn

1.        中国仪表材料学会储能与动力电源及其材料专业委员会副主任

2.        陕西省纳米材料与技术重点实验室学术委员及陕西省能源新技术工程实验室学术委员

3.        陕西省化学会理事

1. Fabrication and delamination methods of layered inorganic materials

2.  Reassembling reaction technology of functional inorganic nanosheets

3.  Storage materials and technology (supercapacitor)

研究内容包括:(1)不同电性无机层状化合物的剥离反应新技术及无机纳米层重组过程规律性研究。通过插入反应、离子交换、溶剂润湿等手段,实现不同构造无机层状化合物的膨润乃至剥离;(2)利用剥离得到的不同电性金属氧化物纳米层交互积层复合反应,组装超级电容器用纳米电极材料,期待纳米电极材料具有快速的电荷存贮和电化学反应双重特性,开发无机纳米层复合组装制备纳米超级电容器用电极材料新技术,实现超级电容器的大容量、高功率及高能量密度;(3)以金属氧化锰为主体材料,利用铸型插入反应及高温高压处理等技术,通过控制氧化锰材料的晶相和形貌,制备大比表面积、高热稳定性、介孔新型多孔氧化锰结晶材料,筛选适合超级电容器用电极材料,达到改善超级电容器循环稳定性及能量密度等问题。先后在国外重要学术刊物如《Chemistry of MaterialsChemical Communications》、《Journal of Materials Chemistry A》、《CarbonJournal of Power Sources》等SCI源期刊发表原创性研究论文100余篇,获日本国发明专利3项及中国发明专利8项。

1.      国家自然科学基金项目,高比容量空洞结构电极材料的构筑及其超电容性能 (21471093),85万元,2015.01-2018.12,刘宗怀,康丽萍,张改妮,王建芳,任丽君,闫哲,杨晓帆,白云龙,李琪,杨倩。

2.      国家自然科学基金项目,高能量密度纤维电极材料的构筑及其柔性与电容性能的优化平衡 (51772182),60万元,2018.01-2021.12,刘宗怀,康丽萍,折辽娜,闫哲,张智炎,卢梦,曹鑫,李欢,贺锦。

1.     为研究生讲授《无机材料制备技术》,每学年40学时,授课人数约40人;

2.     为本科生讲授《无机化学(上)》,每学年60学时,授课人数约50人;

3.     9名硕士毕业生得到国家留学基金委或接受国经费支持,赴日本、法国、澳大利亚等国攻读博士学位。

1.  氧化锰纳米线束/单壁碳纳米管复合薄膜全固态柔性电容器组装及电容性能

通过快速氧化还原及水热法制备一维δ-MnO2纳米线束。将定量单壁碳纳米管分散液加入至一定分散液浓度的δ-MnO2纳米线束分散液中室温搅拌5 h后抽滤,所得到薄膜室温干燥,得到MnO2/SWCNT-X薄膜(XSWCNT添加比例)。将δ-MnO2/SWCNT薄膜剪成21.5 cm×1cm的长方形状薄膜作为正极和负极,分别浸渍于PVA-KOH凝胶中4 h后在真空干燥箱中进行干燥, PVA-KOH凝胶大部分干燥后再次浸渍于PVA-KOH30 min,重复干燥。将两片薄膜面对面粘结在一起,重叠面积为1 cm2。将所组装的器件浸入PVA-KOH凝胶中,真空干燥后用塑料薄膜包裹所组装好的装置,得到δ-MnO2/SWCNT全固态对称柔性电容器。所组装器件具有高的能量密度和功率密度 (Journal of Chemistry Materials A, DOI: 10.1039/c7ta04712f, 2017)

柔性全固态δ-MnO2/SWCNT-15杂化超级电容器的示意图

2. 原位氧化还原制备多孔氧化锰纳米电极材料及其电化学性质

以剥离的氧化锰纳米片层为前驱体,通过原位氧化还原刻蚀技术,成功将孔洞结构引入到二维氧化锰纳米片层。通过改变氧化还原处理时间,可有效调控氧化锰纳米片层上的孔含量,实现可控制备不同比表面积及孔结构氧化锰材料(Chemical Communication, 2017, 53, 2950)。

多孔氧化锰纳米片的制备示意图

3. 石墨烯/四氧化三锰纳米晶柔性复合纤维全固态超级电容器的组装及电容性能

以大尺寸氧化石墨烯纳米片和四氧化三锰纳米晶作为基本结构组装单元,通过简单湿法纺丝技术和肼蒸汽还原处理,制备得到了石墨烯/四氧化三锰复合纤维材料。以制备得到的石墨烯/四氧化三锰复合纤维材料分别作为正、负级,采用PVA/H3PO4凝胶作为电解质,将凝胶电解质包裹得到的RGO/Mn3O4复合纤维电极通过缠绕扭曲组装成全固态柔性纤维超级电容器,其具有优异的柔韧性、良好的机械性能及电化学稳定性 (Electrochimica Acta 242 (2017) 10–18)

RGO/Mn3O4复合纤维的制备过程和柔性全固态纤维超级电容器的组装示意图



附件【刘宗怀教授个人简历.docx