中南大学化学化工学院导师教师师资介绍简介-何震

删除或更新信息，请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

本站小编 Free考研考试/2021-08-20

特聘副教授硕士生导师
所在单位：化学化工学院
学历：博士研究生毕业
办公地点：中南大学新校区化学化工学院532办公室http://orcid.org/0000-0002-8742-5962
性别：男
联系方式：zhenhe@csu.edu.cn
学位：博士学位
毕业院校：Missouri University of Science and Technology
学科：化学工程与技术

曾获荣誉：
湖南省化学化工学会第十三届青年化学化工奖（2014）；湖湘青年英才（2018）

访问量：
最后更新时间：..
同专业硕导

首页
研究领域
科研项目
论文成果
在读学生
获奖信息
专利成果

其他栏目

English

个人简介何震，博士，中南大学化学化工学院副教授，硕导，化学化工学院实验中心主任。湖湘青年英才（2018），中南大学“升华猎英”****，湖南省化学化工学会第十三届青年化学化工奖（2014年）。2012年毕业于美国密苏里科技大学（Missouri University of Science and Technology, formerly known as University of Missouri-Rolla），获化学博士学位，导师：Jay A. Switzer教授。2012年10月加入中南大学。目前主要研究方向包括：电沉积功能金属氧化物外延膜/超晶格、（光）电催化、锂离子电池电极材料、全钒液流电池关键材料等。主持国家及省部级科研项目5项，在J. Am. Chem. Soc.、Chem. Mater.等国际知名期刊发表论文50余篇。担任J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、ACS Nano、Chem. Commun.、Adv. Sci.、Nano Energy、J. Energy Chem.、J. Mater. Chem. A、Appl. Catal. B等30多个国际知名期刊审稿人。

一作/通讯代表性论文：

1、J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12358-12361.

2、Chem. Mater. 2012, 24, 3567-3573.(ESI highly cited paper)
3、Chem. Mater. 2013, 25, 223-232.
4、ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 17186?17194.
5、ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 7031?7042. (ESI highly cited paper)
6、J. Mater. Chem. A 2018, 6, 2166-2175.(ESI hotpaper; ESI highly cited paper)
7、J. Energy Chem. 2019, 37, 176-182.
8、J. Mater. Chem. A 2019, 7, 16508-16515.
9、Green Chem. 2020, 22, 1710-1719.
10、Nanoscale Adv. 2020, 2, 536-562. (invited review)

教育经历 [1] 2007.6-2012.5
Missouri University of Science and Technology | 化学 | 博士学位 | 博士研究生毕业
[2] 2002.9-2006.6
北京化工大学 | 材料科学与工程 | 学士学位 | 大学本科毕业

工作经历 [1] 2012.6-2012.9
Missouri University of Science and Technology | 化学系 | 博士后

[2] 2012.10-至今
中南大学 | 化学化工学院 | 副教授

研究方向 [1]电/光电催化氧析出/氧还原反应电极材料

[2]电沉积金属氧化物外延膜/超晶格

[3]锂离子电池/超级电容器电极材料

[4]钒电池关键材料（电极、电解液、隔膜）

[5]电/光电化学CO2还原

[6]电化学还原金属氧化物外延膜/超晶格制备高品质金属及合金外延膜/超晶格

其他联系方式 [6]邮箱：

团队成员 团队名称：何震课题组
何震
课题组负责人

李冬杰
2017级硕士研究生
研究方向：氧析出反应催化材料

罗梦
2018级硕士研究生
研究方向：析氢反应催化材料

肖得隽
2018级硕士研究生
研究方向：锂/钠离子电池电极材料

秦苇苇
2019级硕士研究生
研究方向：CO2电化学还原催化电极材料

苏志雷
2019级硕士研究生
研究方向：OER/ORR双功能催化材料

赵匡民
2016级博士研究生（与刘素琴教授合作指导）
研究方向：氧还原反应催化电极

朱伟伟
2019级博士研究生（与刘素琴教授合作指导）
研究方向：CO2电化学还原催化电极材料

特聘副教授硕士生导师
所在单位：化学化工学院
学历：博士研究生毕业
办公地点：中南大学新校区化学化工学院532办公室http://orcid.org/0000-0002-8742-5962
性别：男
联系方式：zhenhe@csu.edu.cn
学位：博士学位
毕业院校：Missouri University of Science and Technology
学科：化学工程与技术

曾获荣誉：
湖南省化学化工学会第十三届青年化学化工奖（2014）；湖湘青年英才（2018）

访问量：
最后更新时间：..
同专业硕导

首页
研究领域
科研项目
论文成果
在读学生
获奖信息
专利成果

其他栏目

English

研究领域当前位置: 中文主页 >> 研究领域
1. 氧析出反应催化材料
氧析出反应是电/光电分解水制氢过程的阳极反应，也是整个过程的动力学瓶颈。因此，研发高活性、低成本、高稳定性的氧析出反应催化材料对提高电/光电分解水制氢能量转化效率、实现其大规模应用具有重要意义。我们的研究致力于高性能氧析出反应催化材料的可控电沉积制备，并通过探究材料自身物理化学性质与其催化活性和稳定性之间的联系来进一步探明其催化活性位点和催化机理，为相关氧析出反应催化材料的合成和性能优化提供依据。
我们近期围绕钴基金属氧化物氧析出反应催化材料开展了一系列工作。成功的采用一步电化学沉积的方法在导电基体（如：不锈钢、碳、金等）表面制备了对氧析出反应具有高活性和稳定性的Zn_xCo_3-xO₄、Co_xFe_3-xO₄、Co₃O₄薄膜。电沉积的方法相比目前报道过的关于这些材料的制备方法而言具有很多优势，如：1）简单、快速、低成本，催化材料直接生长于集流体（导电基体）上，省去了负载的步骤，整个催化电极的制备仅需几分钟；2）催化材料与基体之间有直接的电子传输路径；3）适用于在形貌复杂、高比表面积的基体表面制备催化材料；4）无需任何后续煅烧过程，适合于在对温度较敏感的基体表面（如：Si）进行催化材料的制备。如下图所示，在室温下1 M NaOH溶液中，电沉积的Zn_xCo_3-xO₄薄膜在10 mA cm^-2的电流密度下氧析出反应过电位仅为33 mV，Tafel曲线斜率仅为39 mV/dec，表现出与目前报道过的最好的非贵金属氧析出反应催化材料相当的催化活性，且在10小时长时间氧析出反应条件下，其结构、形貌及催化活性并没有明显变化，表现出良好的稳定性。

相关论文：
[1] Shan Han, Suqin Liu, Rui Wang, Xuan Liu, Lu Bai, Zhen He*. One-Step Electrodeposition of Nanocrystalline Zn_xCo_3-xO₄ Films with High Activity and Stability for Electrocatalytic Oxygen Evolution. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 17186-17194. http://pubs.acs.org/articlesonrequest/AOR-JXBXTjTH6MqkTnUVeF2V
[2] Shan Han, Suqin Liu, Shengjie Yin, Lei Chen, Zhen He*. Electrodeposited Co-Doped Fe₃O₄ Thin Films as Efficient Catalysts for the Oxygen Evolution Reaction. Electrochim. Acta 2016, 210, 942-949. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.05.194
[3] Jakub A. Koza#, Zhen He#(#并列一作), Andrew S. Miller, Jay A. Switzer*. Electrodeposition of Crystalline Co₃O₄—A Catalyst for the Oxygen Evolution Reaction. Chem. Mater. 2012, 24, 3567-3573. https://doi.org/10.1021/cm**

2. 电沉积金属氧化物外延膜/超晶格
许多晶体材料中存在各项异性的现象，因此，制备具有特定生长取向的晶体外延膜或单晶结构对研究晶体各向异性以及最大程度利用晶体某一晶向上的特性具有重要意义。超晶格是一种由周期性重复单元组成的特殊结构，其每个重复单元可以控制在纳米尺寸，而整个超晶格又可以组装为微米或更大的尺寸。因此，超晶格在保持某些纳米结构所独有的特性基础上，相比纳米材料又更易应用到器件上，被誉为一种重要的将纳米材料与宏观世界联系起来的桥梁。
我们围绕过渡金属氧化物外延膜和超晶格结构的电沉积制备开展了研究，成功的在单晶Au基体表面制备了Co_xFe_3-xO₄外延膜和超晶格。同时，我们研究了Co_xFe_3-xO₄超晶格中的电阻突变和负微分电阻现象（如下图所示），即Co_xFe_3-xO₄超晶格的电阻可由外加电压来控制，实现高阻和低阻之间的快速切换，有望应用于电阻式随机存储记忆体（Resistive Random Access Memories, RRAM）。相比较之前报道的分子束外延、镭射激光沉积等制备外延膜的方法，电沉积法对设备要求较简单，且成本更低。

相关论文：
[1] Zhen He, Jakub A. Koza, Guojun Mu, Andrew S. Miller, Eric W. Bohannan, Jay A. Switzer*. Electrodeposition of Co_xFe_3-xO₄ Epitaxial Films and Superlattices. Chem. Mater. 2013, 25, 223-232. https://doi.org/10.1021/cm303289t

3. 直接电化学还原金属氧化物外延膜制备金属/合金外延膜
我们在室温条件下将电沉积在单晶Au基体上的有序生长的Fe₃O₄外延膜在NaOH溶液中通过直接电化学还原为金属Fe膜，意外的发现所得到的金属Fe薄膜也是外延有序生长的，且其生长取向受单晶Au基体控制。这个实验结果证实了在较低温度条件下固体至固体有序转变的可行性，为高品质金属及合金外延膜的制备提供了全新的思路，并有望应用于单晶Si薄膜的制备。在后续的研究中，我们又尝试了室温条件下直接电化学还原多元金属氧化物薄膜（如：Co_xFe_3-xO₄薄膜），发现所得到的CoFe合金薄膜中两种金属原子的比例与氧化物前驱体中的比例基本一致，这为制备还原电位相差较大的两种或多种金属的合金材料提供了一种新的途径。我们还发现通过直接电化学还原Bi₂O₃(111)外延膜所得到的Bi(012)金属外延膜具有良好的磁传输性质，与之前报道过的Bi(012)薄膜相比，其薄膜微观结构更连续，且晶粒尺寸较大，性质更接近单晶Bi材料。

相关论文：
[1] Zhen He, Rakesh V. Gudavarthy, Jakub A. Koza, Jay A. Switzer*. Room-Temperature Electrochemical Reduction of Epitaxial Magnetite Films to Epitaxial Iron Films. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12358-12361. https://doi.org/10.1021/ja203975z
[2]Zhen He*, Jakub A. Koza, Ying-Chau Liu, Qingzhi Chen, Jay A. Switzer. Room-Temperature Electrochemical Reduction of Epitaxial Bi₂O₃ Films to Epitaxial Bi Films. RSC Adv. 2016, 6, 96832-96836. https://doi.org/10.1039/C6RA18098A

4. 全钒液流电池关键材料
我们围绕全钒液流电池关键材料——电极、电解液、隔膜开展了一系列工作。在电极方面，我们通过对传统石墨毡电极进行表面改性获得了对钒离子氧化还原电对具有高电化学活性和稳定性的碳基电极材料；在电解液方面，我们探索了无机杂质离子和含有不同官能团的有机添加剂对电解液中的钒离子存在状态、电解液电化学活性和稳定性的影响及机制；在隔膜方面，我们从分子结构设计入手，针对磺化聚酰亚胺类材料抗氧化能力较低、机械性能不高等缺点，通过主链结构设计、引入含氟官能团、侧链及支链的嫁接等手段获得了具有高阻钒性能、高质子选择性、良好的稳定性、低成本的质子传导膜。

相关论文：
[1] Jinchao Li, Xiaodong Yuan, Suqin Liu*, Zhen He*, Zhi Zhou, Aikui Li. A Low-Cost and High-Performance Sulfonated Polyimide Proton-Conductive Membrane for Vanadium Redox Flow/Static Batteries. ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 32643-32651. https://doi.org/10.1021/acsami.7b07437
[2] Jinchao Li, Suqin Liu*, Zhen He*, Zhi Zhou. A Novel Branched Side-Chain-Type Sulfonated Polyimide Membrane with Flexible Sulfoalkyl Pendants and Trifluoromethyl Groups for Vanadium Redox Flow Batteries. J. Power Sources 2017, 347, 114-126. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.02.055
[3] Jinchao Li, Suqin Liu*, Zhen He*, Zhi Zhou. Semi-Fluorinated Sulfonated Polyimide Membranes with Enhanced Proton Selectivity and Stability for Vanadium Redox Flow Batteries. Electrochim. Acta 2016, 216, 320-331. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.09.039
[4] Zhangxing He, Lei Liu, Chao Gao, Zhi Zhou, Xinxing Liang, Ying Lei, Zhen He*, Suqin Liu*. Carbon Nanofibers Grown on the Surface of Graphite Felt by Chemical Vapour Deposition for Vanadium Redox Flow Batteries. RSC Adv. 2013, 3, 19774-19777. https://doi.org/10.1039/C3RA22631J
[5] Ying Lei, Suqin Liu, Chao Gao, Xinxing Liang, Zhangxing He, Yunhua Deng, Zhen He*. Effect of Amino Acid Additives on the Positive Electrolyte of Vanadium Redox Flow Batteries. J. Electrochem. Soc. 2013, 160, A722-A727. https://doi.org/10.1149/2.006306jes
[6] Zhangxing He, Jianlei Liu, Huiguo Han, Yong Chen, Zhi Zhou, Shijie Zheng, Wei Lu, Suqin Liu*, Zhen He*. Effects of Organic Additives Containing -NH₂ and -SO₃H on Electrochemical Properties of Vanadium Redox Flow Battery. Electrochem. Acta 2013, 106, 556-562. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.05.086