人物简介

楼雄文教授，1978年出生于浙江金华，先后于2002和2004年在新加坡国立大学获得一级荣誉学士学位和硕士学位，2008年在美国康奈尔大学获得化学与生物分子工程专业博士学位，并因其出色的工作被授予Austin Hooey奖金和刘氏纪念奖，现为南洋理工大学化学与生物工程系教授。主要研究方向是金属氧化物框架结构（MOF）材料合成与在能源与环境相关的领域的应用，楼雄文教授专注于新能源材料与器件研究并取得了卓越的研究成果，于2017年入选英国皇家化学会会士Fellow of Royal Society of Chemistry (FRSC)、2013年获得世界文化理事会特别荣誉奖World Cultural Council (WCC) special recognition award、同年获得十五届亚洲化学大会—亚洲新星、2012年获得新加坡国家科学院—青年科学家奖等。2015年入选新加坡国家基金研究会评审员Singapore National Research Foundation (NRF) Investigatorship。楼雄文教授现为Science Advances副编辑、Journal of Materials Chemistry A副主编、Small Methods编委。共发表论文300余篇，累计引用次数超过63400次，H指数高达151。

为方便大家快速预览近年来楼雄文教授和他的研究团队的科研成果，小编汇总了在材料人上宣传过的成果：

论文：

Angew. Chem. Int. Ed. :多层硫化钴纳米盒的构筑及其在钠离子电池中的应用

新加坡南洋理工大学楼雄文教授、河南师范大学高书燕教授(共同通讯作者)等以金属有机框架(MOF)为自牺牲模板，利用阴离子转化和交换策略构筑了硫化钴多层纳米盒(MSNBs)，并在Angew. Chem. Int. Ed.上发表了题为“Synthesis of Cobalt Sulfide Multi-shelled Nanoboxes with Precisely Controlled Two to Five Shells for Sodium-Ion Batteries”的研究论文。通过改变温度可以容易地控制纳米盒的层数(2-5层)。作为钠离子电池的负极时，所得硫化钴多层纳米盒的储钠性能显著增强，例如，对于三层纳米盒，在500 mA·g^-1的电流密度下100次循环后仍保留438 mAh·g^-1的高比容量。

文献链接：Synthesis of Cobalt Sulfide Multi-shelled Nanoboxes with Precisely Controlled Two to Five Shells for Sodium-Ion Batteries (Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201812387)

Adv. Mater.：超小的MoOx团簇作为一种新型的共催化剂，促进光催化析氢反应

光催化裂解水通过产生清洁的氢燃料进而实现对光的高效利用。目前，半导体材料由于具有独特的物理、化学和电学性质，而被科研工作者选择作为光催化剂参与到光催化水裂解过程中。然而，大多数半导体材料的光生电子-空穴容易复合，进而限制了催化析氢效率。研究人员把共催化剂沉积在半导体光催化剂的表面上来解决这个问题。目前，铂基共催化剂的性能最好，但它的实际应用受到了其较低地壳丰度和高昂成本限制。超小的金属氧化物团簇共催化剂可以体现出量子效应，从而有潜力提高半导体光催化剂的活性。

近日，超小的MoO_x团簇作为一种新型的非贵金属共催化剂，通过自下而上的方法被沉积在CdS纳米线的表面上。负载在CdS表面的MoO_x团簇保持着前驱体(NH₄)₆Mo₇O₂₄中Mo-O团簇的基本构型，并极大地提高了CdS纳米线的光催化析氢效率。相关工作发表于Adv. Mater. 上，通讯作者和第一作者分别为南洋理工大学的楼雄文教授和Huabin Zhang博士。

文献链接：Ultrasmall MoOx Clusters as a Novel Cocatalyst for Photocatalytic Hydrogen Evolution（Adv. Mater.,2018,DOI:10.1002/adma.201804883）

J. Am. Chem. Soc.：Co9S8@ZnIn2S4分级异质结笼用于高效光催化剂产氢

来自新加坡南洋理工大学的楼雄文教授（通讯作者）在J. Am. Chem. Soc.发表文章，题为：Formation of Hierarchical Co₉S₈@ZnIn₂S₄ Heterostructured Cages as an Efficient Photocatalyst for Hydrogen Evolution。文中，作者展示出Co₉S₈@ZnIn₂S₄分级异质结构笼的设计合成及其光催化产氢性能。两种光敏硫化物半导体被合理地集成到具有强耦合异质外壳和二维超薄亚单元的分级中空结构中。该特殊结构可有效促进光生电荷的分离和传输，大的表面积为光催化反应提供丰富的活性位点。由于独特的结构和组成特点，Co₉S₈@ZnIn₂S₄分级中空异质结构在不使用任何助催化剂时表现出卓越的光解水活性（产氢速率为6250 μmol h^–1 g^–1）和良好的稳定性。

文献链接：Formation of Hierarchical Co₉S₈@ZnIn₂S₄ Heterostructured Cages as an Efficient Photocatalyst for Hydrogen Evolution, (J. Am. Chem. Soc., 2018, DOI: 10.1021/jacs.8b07721)

Adv. Funct. Mater. : 镍单原子表面修饰分级MoS2纳米片及其增强电催化析氢性能

新加坡南洋理工大学楼雄文教授(通讯作者)等将孤立的镍原子修饰生长在多通道碳纳米纤维支撑的分层MoS₂纳米片，充分证实了表面调控策略可有效地提高析氢活性，并在Adv. Funct. Mater.发表题为“Surface Modulation of Hierarchical MoS₂ Nanosheets by Ni Single Atoms for Enhanced Electrocatalytic Hydrogen Evolution”的研究论文。X射线吸收精细结构研究和密度泛函理论(DFT)计算表明，孤立的Ni原子修饰的MoS₂表面显示出较高的氢结合能。得益于独特的管状结构和基面调控，所得MoS₂催化剂具有出色的析氢活性和稳定性。上述单原子修饰策略为调节电催化分解水和其他能源相关过程的本征催化活性开辟了新的途径。

文献链接：Surface Modulation of Hierarchical MoS₂ Nanosheets by Ni Single Atoms for Enhanced Electrocatalytic Hydrogen Evolution (Adv. Funct. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adfm.201807086)

Energy Environ. Sci. 楼雄文：通过模块策略实现具有高效电催化氧还原活性的单原子催化剂的构筑

新加坡的南洋理工大学的楼雄文（通讯作者）等人发现，通过模块化的构筑策略可以将具有特定配位构型的单原子Co催化活性中心根植于复合多级孔道结构的碳材料中（Co@MCM），进而实现高效的电催化氧还原活性。X射线吸收精细结构结果证明，模块中的CoN₄配位构型可以很好的在碳基催化材料中得以保持。新构筑的Co@MCM不仅具有高效的CoN₄反应活性中心，而且具有高电导率和多级孔道结构，因此体现出优异的氧还原反应（ORR）活性。此研究成果不仅在为原子尺度上准确调控纳米结构催化剂提供了一些基本的研究思路，而且揭示了催化活性增强的结构起源。相关成果以“A modular strategy for decorating isolated cobalt atoms into multichannel carbon matrix for electrocatalytic oxygen reduction”为题发表在Energy & Environmental Science上。

文献链接：A modular strategy for decorating isolated cobalt atoms into multichannel carbon matrix for electrocatalytic oxygen reduction（Energy Environ. Sci., 2018, DOI: 10.1039/C8EE00901E）

J. Am. Chem. Soc.: ZnIn2S4-In2O3分级管状异质结的构筑及其高效光还原CO2

新加坡南洋理工大学楼雄文教授(通讯作者)等合理设计并构筑了三明治型ZnIn2S₄-In₂O₃分级管状异质结作为高效、稳定的光催化剂用于可见光还原CO₂，并在J. Am. Chem. Soc.上发表了题为“Construction of ZnIn₂S₄−In₂O₃ Hierarchical Tubular Heterostructures for Efficient CO₂Photoreduction”的研究论文。这一独特的设计将In₂O₃一维(1D)管状结构和ZnIn₂S₄超薄二维(2D)纳米片次级结构集于一体，促进了光生载流子的分离、迁移，提高了CO₂分子的吸附，并暴露了丰富的表面催化活性位点。受益于上述结构和组成特性，最优的ZnIn₂S₄−In₂O₃异质结光催化剂显示出高CO₂脱氧还原活性和稳定，CO产率为3075 μmol·h^-1·g^-1。

文献链接： Construction of ZnIn₂S₄−In₂O₃ Hierarchical Tubular Heterostructures for Efficient CO₂ Photoreduction (J. Am. Chem. Soc., 2018, DOI: 10.1021/jacs.8b02200)

Angew. Chem. Int. Ed. : NiCo2V2O8蛋黄-双壳球的形成及其增强储锂性能

新加坡南洋理工大学楼雄文教授(通讯作者)等利用简单的自模板策略构筑了化学成分复杂的NiCo₂V₂O₈蛋黄-双壳结构金属钒酸盐纳米材料，并在Angew. Chem. Int. Ed.上发表了题为“Formation of NiCo₂V₂O₈ Yolk-Double Shell Spheres with Enhanced Lithium Storage Properties”的研究论文。该论文被选为重点论文(VIP paper)。作者以Ni-Co甘油配合物球为前驱体，通过与VO₃^-进行阴离子交换反应以及煅烧处理合成NiCo₂V₂O₈ 蛋黄-双壳球体(YDSSs)。凭借成分和结构上的优势，上述NiCo₂V₂O₈ YDSSs作为锂离子电池负极的储锂性能十分优秀。此外，在1.0 A·g^-1的高电流密度下，500次循环后仍保留高达1228 mAh·g^-1的可逆容量。

文献链接： Formation of NiCo₂V₂O₈ Yolk-Double Shell Spheres with Enhanced Lithium Storage Properties (Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201800363)

Angew. Chem. Int. Ed. :由超薄Ni-Fe LDH纳米片组成的分级空心纳米棱柱及其增强电化学OER活性

新加坡南洋理工大学楼雄文教授(通讯作者)等利用简单的自模板策略制备了由超薄Ni-Fe LDH纳米片组成的分级空心纳米棱柱，并在Angew. Chem. Int. Ed.上发表了题为“Hierarchical Hollow Nanoprisms Based on Ultrathin Ni-Fe Layered Double Hydroxide Nanosheets with Enhanced Electrocatalytic Activity towards Oxygen Evolution”的研究论文。该论文被选为热点论文，并被作为封面文章进行高亮。该工作首次将四方相镍前驱体纳米棱柱作为自牺牲模板。之后，上述镍前驱体在硫酸亚铁的水解中消耗，与此同时在其表面上将生长一层Ni-Fe LDH纳米片。所得具有大表面积的Ni-Fe LDH空心棱柱，其电催化活性明显提升，且具有较低的OER过电势、较小的塔费尔斜率以及优异的稳定性。

文献链接：Hierarchical Hollow Nanoprisms Based on Ultrathin Ni-Fe Layered Double Hydroxide Nanosheets with Enhanced Electrocatalytic Activity towards Oxygen Evolution (Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201710877)

Adv. Mater. : Co3O4@Co3V2O8复合中空结构的构筑及其储锂性能的研究

新加坡南洋理工大学楼雄文教授(通讯作者)等利用新型MOFs转化策略制备了多层Co₃O₄@Co₃V₂O₈复合纳米盒子 ，并在Adv. Mater.上发表了题为 “Construction of Complex Co₃O₄@Co₃V₂O₈ Hollow Structures from Metal-Organic Frameworks with Enhanced Lithium Storage Properties”的研究论文。上述策略依赖于ZIF-67与钒源(三异丙醇氧钒)的独特反应。受益于其合成的通用性，研究人员可以实现包括三层和双层Co₃O₄@Co₃V₂O₈纳米盒子和单层Co3V₂O₈纳米盒子等一系列纳米中空结构的合成。将上述制备的中空结构用作锂离子电池的电极材料时均显示出优越的储锂性能。例如，在100 mA·g^-1的电流密度下，三层Co₃O₄@Co₃V₂O₈纳米盒子循环100圈后仍具有高达948 mAh·g^-1的可逆容量。

文献链接： Construction of Complex Co₃O₄@Co₃V₂O₈ Hollow Structures from Metal-Organic Frameworks with Enhanced Lithium Storage Properties (Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201702875)

J. Am. Chem. Soc. : In2S3−CdIn2S4分级异质结构纳米管用于高效稳定可见光还原CO2

新加坡南洋理工大学楼雄文教授(通讯作者)等合理设计和制备了In₂S₃-CdIn₂S₄分级异相结构纳米管作为高效、稳定的光催化剂用于可见光还原CO₂，并在J. Am. Chem. Soc.上发表了题为“Formation of Hierarchical In₂S₃-CdIn₂S₄ Heterostructured Nanotubes for Efficient and Stable Visible Light CO₂ Reduction”的研究论文。利用新型的自模板策略，以及连续的阴离子和阳离子交换反应，使两种独特的金属硫化物半导体形成具有均匀异质界面和超薄二维(2D)纳米片单元的分级管状复合材料。因此，所制备的分级纳米管可以促进光生载流子的分离、迁移，提高CO₂分子的吸附和富集，并提供丰富的活性位点参与表面氧化还原反应。受益于上述结构和组成特性，最优的In₂S₃-CdIn₂S₄分级纳米管在无贵金属助催化剂的可见光还原CO₂体系中显示出高CO产率(825 μmol·h^-1·g^-1)和优异的稳定性。

文献链接：Formation of Hierarchical In₂S₃−CdIn₂S₄ Heterostructured Nanotubes for Efficient and Stable Visible Light CO₂ Reduction (J. Am. Chem. Soc., 2017, DOI: 10.1021/jacs.7b10733)

Angew. Chem. Int. Ed. : 介孔碳@氮化钛空心球作为高效SeS2载体用于先进Li-SeS2 电池

新加坡南洋理工大学楼雄文教授(通讯作者)等扬SeS₂之长，避SeS₂之短，设计并合成了一种中空介孔碳@氮化钛(HMC@TiN)作为SeS₂载体用于Li-SeS₂电池负极材料，在Angew. Chem. Int. Ed.上发表了题为“Mesoporous Carbon@Titanium Nitride Hollow Spheres as an Efficient SeS₂ Host for Advanced Li-SeS₂ Batteries”的研究论文。该论文被选为热点论文。受益于空心介孔碳和TiN的物理和化学双重诱捕，HMC@TiN/SeS₂正极活性物质的利用率较高，循环稳定性良好。此外，在高负载量电极的情况下，其面积容量较高(4 mAh·cm^-2)且电池性能稳定。

文献链接： Mesoporous Carbon@Titanium Nitride Hollow Spheres as an Efficient SeS₂Host for Advanced Li–SeS₂ Batteries (Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201709176)

Angew.Chem. Int. Ed.：基于CoS2修饰多通道碳纤维的自支撑SeS2正极用于提高锂存储性能

南洋理工大学的楼雄文教授在Angewandte Chemie-International Edition上发表题为“A Freestanding Selenium Disulfide Cathode Based on Cobalt Disulfide-Decorated Multichannel Carbon Fibers with Enhanced Lithium Storage Performance”的文章，报道了一种CoS₂纳米颗粒修饰的莲藕型碳纤维网络（CoS₂@LRC）作为SeS₂的宿主材料以提高锂的存储性能。该整体电极由三维交联多通道的碳纤维组成，其中不仅可以容纳高含量的SeS₂（70wt%），而且保证了电子和离子快速传输，因此实现高的容量利用率，在0.2A/g电流密度下可达1015mAh/g。

文献链接：A Freestanding Selenium Disulfide Cathode Based on Cobalt Disulfide-Decorated Multichannel Carbon Fibers with Enhanced Lithium Storage Performance （Angew.Chem. Int. Ed.，2017，DOI：10.1002/anie.201708105）

Angew. Chem. Int. Ed.：碳包覆的超薄SnS纳米片组装多级结构纳米管用于钠的快速存储

来自南洋理工大学的楼雄文教授与浙江大学的遇鑫遥研究员（共同通讯作者）、何佩雷（第一作者）在Angewandte Chemie International Edition上发表了题为“Hierarchical Nanotubes Constructed by Carbon-Coated Ultrathin SnS Nanosheets for Fast Capacitive Sodium Storage”的文章。文中介绍了一种简单的模板法制备方法，最终合成了由SnS超薄纳米片组装成的多级结构纳米管材料。同时，为了进一步提升材料的电化学性能，在反应体系中加入了葡萄糖，从而在SnS纳米管表面包覆碳层（记为SnS@C纳米管）。基于这样的独特结构优势，SnS@C纳米管表现出循环稳定性好、倍率性能好等优异的储钠性能。

文献链接：Hierarchical Nanotubes Constructed by Carbon-Coated Ultrathin SnS Nanosheets for Fast Capacitive Sodium Storage（2017，Angewandte Chemie International Edition，DOI：10.1002/anie.201706652）

Angew. Chem. Int. Ed.：一种用以制备实用钠离子电池高能量负极的P2-Na0.7CoO2微球

全球源自可持续能源转化为的电能需求的增长促进了廉价、高效储能体系的发展。作为储能方式之一的钠电，由于低廉的价格、与商业化应用程度较高的锂电相似的化学/电化学储存机理和丰富的钠离子储量而备受关注。其中，负极材料成为限制钠离子电池发展的一个关键点。层状金属氧化物因其丰富的储量和多类电化学元素被认为是一类有望作为合适电化学负极的材料。层状金属氧化物可以分为两类：O3和P2。O3材料具有稳定的能够供Na⁺脱嵌的结构，但其比容量几乎无法超过120mAhg^-1，P2类型的负极材料可以提供更高的比能量，但因其电化学反应过程中多相变化，循环稳定性通常无法得到保证。迄今为止，O3类型氧化物的改性多集中在活性金属边界和比例的调控，反应机理和结构分析的表征，鲜有在形貌对于电化学活性影响方面的研究。

新加坡南洋理工大学楼雄文课题组研究了一种通过两步自模板法制备制备P2-Na_0.7CoO₂微球的方法。CoCO₃经由优化的水热法和空气中煅烧之后转化为Co₃O₄微球。随后在较高温度下，Co₃O₄微球与一定量的Na₂CO₃反应生成P2-Na_0.7CoO₂。即使经过高温煅烧，P2-Na_0.7CoO₂纳米颗粒仍然能够保持球面形貌。这种微球展现了优异的储钠性能，出色的倍率性能和循环性能。

原文链接：A Practical High-Energy Cathode for Sodium-Ion Batteries Based on Uniform P2-Na0.7CoO2 Microspheres
（Angew. Chem. Int. Ed.，2017，DOI: 10.1002/anie.201702024 ）

Angew.Chemie.:以双金属沸石咪唑酯骨架制备双壳层锌钴硫化物十二面体笼的混合超级电容器

在诸多电化学储能装置中，混合电容器（HSCs）由于高能量密度，快速充放电的特点和出色的循环稳定性而收到重视。过渡金属硫化物材料由于高的比容量，丰富的还原位点和能提高的电导性成为受到关注的重点。混合金属硫化物在重放电过程中能够实现不同离子之间的转换以及结构上的电子导通的改善。对电池类型电极的设计能够有效地提高材料的电化学性能。表现有高比表面积，丰富的活性位点，电荷转移路径变短的中空结构在许多能量存储行管领域都有体现。在各种中空结构中，多壳层中空结构比单壳层结构具有更好的电化学性能。相邻的壳层结构能够相互作用，最终提高活性物种的数量以及材料的循环性能。

新加坡南洋理工大学楼雄文（通讯作者）教授课题组采用结合化学刻蚀和硫化过程的方法，以双金属锌基和钴基沸石结构正十二面体为原料，制备双壳层锌-钴硫化物正四面体笼材料，这种材料在1Ag-¹的电流密度下，具有1266Fg^-1的比电容，10000次循环容量保有量为91%的出色循环稳定性。

原文链接：Formation of Double-Shelled Zinc–Cobalt Sulfide Dodecahedral Cages from Bimetallic Zeolitic Imidazolate Frameworks for Hybrid Supercapacitors

Energ. Environ. Sci.：高电容性能空心粒子基氮掺杂碳纳米纤维的制备

一维中空的碳纳米材料的制备常常采用模版法，工艺繁琐。如果要实现氮掺杂，则需要进行更复杂的化学反应。最近，新加坡南洋理工大学的楼雄文教授、Le Yu（共同通讯）等在Energy & Environmental Science上发表题为“Designed formation of hollow particle-based nitrogen-doped carbon nanofibers for high-performance supercapacitors”的文章。采用一种简单的静电纺丝和高温碳化方法，成功合成了空心粒子基氮掺杂碳纳米纤维（HPCNFs-N）。这种材料电容性能优异，具有高比电容（在1.0A g^-1下为307.2F g^-1，在50.0A g^-1下为193.4F g^-1），高的能量/功率密度（最大能量密度为10.96 W h kg^-1，功率密度为25 000 W kg^-1），且循环稳定性好，在10000次循环中仅有1.8％的电容损耗。

文献链接：Designed formation of hollow particle-based nitrogen-doped carbon nanofibers for high-performance supercapacitors（Energ. Environ. Sci., 2017，DOI：10.1039/C7EE00488E）

Angew. Chem. Int. Ed.： NiCoP/C纳米盒子用于析氧反应，具备增强析氧催化活性

Angewandte Chemie International Edition刊登了一篇题为“Carbon-Incorporated Nickel – Cobalt Mixed Metal Phosphide Nanoboxes with Enhanced Electrocatalytic Activity for Oxygen Evolution”的文章，报道了南洋理工大学化学与生物工程学院的楼雄文教授 (通讯作者) 课题组关于磷化镍钴中空结构在电催化中的最新成果。研究人员利用ZIF-67立方体颗粒为先驱体，通过金属有机骨架（MOF）策略合成了含碳的镍钴双金属磷化物纳米盒子（NiCoP/C），并对其电化学性能进行了测试——析氧反应（OER）。由于其独特的中空纳米结构和组成成分，NiCoP/C纳米盒子表现出了较强电催化活性，仅仅在330 mV的过电势下，电流密度就可达到10 mA·cm^-2。此外，该材料在OER反应中的稳定性也大为增强，相同条件下，优于具备同种结构的NiCoP纳米盒子 和 双层氢氧化镍钴（Ni-Co LDH）纳米盒子（作为对比）。

文献链接：Carbon-Incorporated Nickel–Cobalt Mixed Metal Phosphide Nanoboxes with Enhanced Electrocatalytic Activity for Oxygen Evolution(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201612635)

Adv. Mater. 超级电容器中利用连续离子交换法挑战特定纳米颗粒合成难题

来自新加坡南洋理工大学化学与生物工程学院的楼雄文教授 和中国科学院长春应用化学所究所宋术岩研究员(共同通讯作者)展示了连续离子交换法制备一种与众不同结构的纳米颗粒——洋葱状中空结构外壳型的过渡族金属硫化物，所使用的前驱体也是洋葱状金属氧化物颗粒。该实验中使用的连续离子交换反应可以同时实现结构和组成的控制。先通过Co₃O₄和S²⁻的离子交换反应，使洋葱状的Co₃O₄颗粒转变成Co₄S₃颗粒，再通过与Ni²⁺阳离子连续的离子交换反应形成NiCo₂S₄颗粒。当复杂的洋葱状NiCo₂S₄纳米颗粒作为作为电极材料时，在电容量和循环稳定性上都做出了出色的贡献，与阴极活性碳材料搭配组合成超级电容器时，器件的功率容量、能量密度和循环稳定性都表现良好。

文献链接：Formation of Onion-Like NiCo2S4 Particles via Sequential Ion-Exchange for Hybrid Supercapacitors（Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201605051）

Angew. Chem. Int. Ed.：水热法辅助制备三壳MoO2/C中空球

Angewandte Chemie International Edition发表刊登了题为“Formation of Triple-Shelled Molybdenum-Polydopamine Hollow Spheres and Their Conversion to MoO₂/Carbon Composite Hollow Spheres for Lithium-Ion Batteries”的文章，报道了南洋理工大学楼雄文教授课题组（通讯作者）关于MoO₂基负极的最新成果。研究人员采用Mo-甘油酸盐（MoG）作为前驱体，通过简易的水热法制得三壳Mo-多巴胺（Mo-PDA）中空球。在本文中详细研究了三壳中空球的形成机理并提出连续自模板机理。同时探究氨水在该体系中起到的重要作用，通过调节氨水的量可控制MoG实心球的大小以及Mo-PDA中空球的壳层数（1~4）。三壳Mo-PDA中空球进一步煅烧后得到的三壳MoO₂/C中空球表现出优越的电化学性能。

文献链接：Formation of Triple-Shelled Molybdenum-Polydopamine Hollow Spheres and Their Conversion to MoO₂/Carbon Composite Hollow Spheres for Lithium-Ion Batteries (Angew. Chem. Int. Ed., 2016, DOI: 10.1002/anie.201608410 )

Nature子刊：TiO@C空心球包裹硫的正极材料用于高性能锂硫电池

新加坡南洋理工大学楼雄文课题组及北京计算科学研究中心刘利民课题组报道了一种用于高性能锂硫电池的TiO@C空心球包裹S的正极材料。TiO@C纳米空心球具有很好的导电性能和很强的吸附聚合硫化物的能力，所以在电极材料中能提供良好的导电性并有效地限制了聚硫化物的溶解。除此之外，在复合正极材料结构上的特殊设计也使聚硫化物的上限容量达到最大化，从而阻碍了聚硫化物向外流失。

文献链接：A sulfur host based on titanium monoxide@carbon hollow spheres for advanced lithium-sulfur batteries （Nat. Commun.，2016，DOI:10.1038/ncomms13065）

Adv.Energy Mater. 南洋理工大学将Sn纳米颗粒封在非晶碳纳米管中制备高性能锂电池负极材料

南洋理工大学楼雄文教授（通讯作者）等人采用简单的模板法，使用MnO_X纳米线作为可去除的模板，将Sn纳米颗粒封装于非晶碳纳米管中(表示为Sn@aCNT，下同)。用作锂离子电池负极材料时，Sn@aCNT复合材料均匀分布且具有坚固的aCNT网络结构，表现出长久的循环稳定性和高倍率性能。当电流密度为0.2 A g⁻¹时，100次循环后其比容量依然高达749 mA h g⁻¹。最重要的是，Sn@aCNT电极具有优异的高倍率性能，在1.0 A g⁻¹电流密度下，达到500次循环时，比容量为573 mA h g⁻¹。就比容量、循环性能和倍率性能而言，Sn@aCNT的电化学性能是Sn基电极材料中最好的。

文献链接：Encapsulating Sn Nanoparticles in Amorphous Carbon Nanotubes for Enhanced Lithium Storage Properties (Adv. Energy Mater.,  2016,  DOI: 10.1002/aenm.201601177)

Angewandte Chemie-具有分层管道结构的中孔Co3O4和碳纳米管复合材料作为锂离子电池负极材料

随着新能源汽车的飞速发展，作为电动汽车关键技术之一的锂离子电池在性能上也需要革新。传统的锂离子电池使用石墨作为负极材料，但是石墨的理论比容量只有372mAh/g，且倍率性能并不理想，在未来可能难以满足高性能电动汽车动力电池的要求。Co₃O₄作为一种金属氧化物，可以用于锂离子电池负极材料，由于其具有8电子转移反应，理论容量是石墨的3倍，因此成为未来锂离子电池负极材料的潜在替代者。

近日，新加坡南洋理工大学楼雄文课题组巧妙地使用多步骤法合成了具有分层管道结构的中孔Co₃O₄和碳纳米管复合材料作为锂离子电池负极材料，该独特的纳米构造很好地缓解了金属氧化物负极的体积膨胀和电子电导率低的问题。

文献链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201600133/full

综述文献：

AM综述：复杂中空纳米结构的合成及其在能源领域的应用

中空纳米结构（hollow nanostructures）在先进能源储存和转化领域有着潜在的应用前景。为了满足日益增加的对可再生和可持续能源的需求，在过去的十多年里，大量的研究通过操纵控制几何形貌、化学组成建构模块以及内部构造来探索高度复杂的中空纳米结构的设计和合成。近期，新加坡南洋理工大学的楼雄文教授（通讯作者）等人在著名材料类期刊Advanced Materials上发表了题为“ Complex Hollow Nanostructures: Synthesis and Energy-Related Applications”的综述文章。该篇综述从分类、设计与合成以及其在能源领域的相关应用等方面全面回顾了复杂中空纳米结构的研究进展并且重点介绍了该结构在应用上的潜在优势。此外，也对目前面临的挑战和未来的发展方向做出了阐述。

文献连接： Complex Hollow Nanostructures: Synthesis and Energy-Related Applications(Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201604563)

EES 综述：结构决定性能——纳米中空结构助力先进锂硫电池发展

南洋理工大学楼雄文教授课题组发表了一篇关于锂硫电池中硫寄主材料结构设计的综述，介绍了不同硫寄主材料的中空结构的特点。这篇review发表于Energy & Environmental Science, 本期综述将对其展开介绍。

目前三元材料锂离子电池单体的能量密度在200 Wh kg^-1，经过长期发展，再想取得长足进步已经很困难。锂硫电池理论能量密度达到2600 Wh kg^-1，是目前最先进水平锂离子电池（LIBs）的2-3倍，除此以外还有价格低、环境友好等特点。

一些限制锂硫电池发展的技术难题有如下几点：

1.S本身具有绝缘的特性，放电产物会导致容量衰减

2.聚硫化物会溶解和产生穿梭效应，造成活性材料损失、循环稳定性差和降低库伦效率

3.锂化过程中体积发生膨胀

4.循环过程中金属锂阳极退化严重

在S还原成Li₂S的过程中有一系列中间产物，其中长链的聚硫化物在电极上的溶解到沉淀过程很难控制，因此发展高性能的硫阴极电极，硫的寄主材料相当重要。近些年研究发现纳米中空结构的硫阴极可以使锂硫电池的综合性能得到提高。

众多硫寄主材料中，中空结构材料有以下特点：

1.中空结构大的内部空间和纳米颗粒的巨大表面可以负载更多硫，适应锂化过程中的体积膨胀。

2.中空结构可以把聚硫化物锁在内部，降低它的损害

3.纳米技术取得的发展，使得该结构的合成变得方便

在这篇综述中楼雄文课题组介绍了中空结构的硫寄主材料的形状控制、特定的外壳结构和所需的化学方法，以及他们的设计、合成过程。最后还介绍了先进硫寄主材料的新兴需求，会帮助我们制造性能优异的锂硫电池。

原文链接：Rational designs and engineering of hollow micro-/nanostructures as sulfur hosts for advanced lithium–sulfur batteries（Energy Environ. Sci., 2016, DOI: 10.1039/C6EE02364A）