近期，陕西科技大学化学与化工学院黄文欢团队围绕杂化多孔微纳结构的精确构造及能量转换存贮性能的调控方面取得了多项重要进展，连续在国际顶级期刊AngewChem.Int.Ed.、Advanced Science、Carbon Energy等发表一系列研究论文。
01
黄文欢课题组合作设计了低CoFe含量的含能MOF（金属三氮唑）前驱体，通过三氮唑400度左右的“爆炸”反应可以成功合成具有超低金属负载、超低密度的具有多级孔结构的CoFe掺杂三维碳海绵材料。实现对金属原子级分散、材料介电性能、耦合性能、阻抗匹配等的可控调控。
文章捕获了材料在不同温度下（400、600、800、1000℃）的产物，通过同步辐射、洛伦兹电镜，结合理论计算，揭示了材料随着温度的升高其多孔碳基底孔结构从大孔、介孔到微孔、纳米孔的演变，以及在基底上金属从团簇状态向单原子状态的演变、原子之间的相互作用，这些微观的原子及孔结构诱导了体系内纳米涡旋极化及涡旋磁畴的产生。最终实现了该材料体系的吸收强度、X/Ku波段的全吸收的双重性能调控。该成果发表于Adv.Sci.期刊。
02
黄文欢课题组与苏庆梅教授等合作构建了离子液体限域MOF（金属咪唑）/聚合物三维多孔Janus膜，并在充放电循环过程中原位形成了富含LiF/Li3N的固态电解质界面（SEI）膜。此三维Janus膜具有快速的锂离子传输通道、优异的室温离子电导率（8.17×10-4Scm-1）和高的锂离子迁移数（0.82）。该复合电解质隔膜具有高热稳定性和机械强度的膜用于固态LiǁLiFePO4和LiǁNCM-811电池，甚至在软包电池中均显示出优异的倍率性能和超长的寿命。
文章详细通过冷冻透射电镜对SEI中原位形成的LiF和Li3N纳米晶体以及锂枝晶的沉积进行了可视化监测，并对电池充放电过程中结构演变进行了理论模拟和动力学分析，揭示了电池充放电过程中的界面行为及机理。此工作为新型MOF基固态电解质的构建提供了一种新的思路和方法。该成果发表于AngewChem.Int.Ed.期刊。
03
黄文欢课题组等合作将高氧化态的Mo原子作为电子陷阱，以单原子形式植入Cd0.5Zn0.5S晶格中，降低了CZS的带隙并可以成功捕获光生电子，增强自由基数量。3.11wt%Mo负载的CZS@Mo表现出了良好的光催化析氢性能（λ>420nm）及稳定性。
文章详细通过瞬态吸收光谱监测了CZS和CZS@Mo的光生电子动力学行为，证实了Mo电子“陷阱”对电子-空穴复合的抑制作用。此外，DFT理论计算表明Mo原子周围的高电子密度，反应历程的吸附自由能解释了Mo位点的良好催化动力学，证实了Mo原子的电子捕获效应及其在光催化析氢中的反应机理。本文的研究结果为可控设计和制备具有良好应用前景的单原子光催化制氢催化剂提供了重要的理论依据。该成果发表于AngewChem.Int.Ed.期刊。
04
黄文欢教授等共同总结了非均相催化剂用于CO2制备羧酸化合物的构筑策略，为活化，转化二氧化碳为羧酸等高附加值产物提供了明确的指导和重要参考。
本文首先分别从光、电、热三个方面阐述了相应领域催化的机理过程，羧酸产物的类型和商业价值，以及目前取得的研究进展。其次从复合催化剂，杂原子参杂，形貌调控、表面功能化四个方面系统总结分析了非均相催化剂的合成，调控策略，强调了催化位点中配位环境，电子效应，空间效应等对其活性的影响，以及催化剂结构与活性的内在构效关系。最后，展望了CO2制备羧酸化合物面临的挑战以及未来的研究方向，为推动CO2的利用和羧酸化学品的可控制备提供了重要的启示。该成果发表于Carbon Energy期刊。
05
黄文欢课题组等合作以含能金属有机骨架为材料，通过燃烧的原位转化工艺，成功制备了具有超高多孔微纳结构和均匀分散的CoFe单元的三维磁性分子海绵（表示为CoFe@PCS）。其独特的框架结构和集成的磁介电元件使其具有高效的微波吸收。在厚度为2.57mm处，CoFe@PCS的最小反射损耗为−70.10dB，有效吸收带宽为8.64GHz。更重要的是，深入剖析了磁性海绵内部的损耗机制和能量耗散，揭示了弛豫主导的介质损耗和介电-磁协同作用。
这项工作为高性能吸收体的目标设计和制造提供了一种巧妙的方法。该成果发表于Advanced Composites and Hybrid Materials期刊。
06
张亚男、黄文欢教授通过主客体效应水热合成杂多酸掺杂的-铜基金属有机骨架，通过水热刻蚀的方法构造了POMOF@CoNi-LDH纳米片结构。材料类因其超高的比表面积、丰富的电化学活性位点和，作为超级电容器电极材料，在1A·g-1时表现出了333.61mAh·g-1的高比容量。在混合超级电容器中POMOF@CoNi-LDH/活性炭（AC），能量密度高达80.8Wh·kg-1、功率密度750.7W·kg-1。
更重要的是，在10A·g-1条件下充放电5000次后，材料表现出优异的电容保持（79%），本文提供了一个高性能储能电极材料的合成方法及策略。该成果以OutsideFrontCover发表于Chin.J.Chem.期刊。
07
黄文欢教授团队通过设计双金属CoNi掺杂的晶态杂化金属咪唑框架，利用化学刻蚀及热处理的方法原位构造了超薄的中空CoNi掺杂的碳化钼球，成功的调控了材料的介电损耗、磁耦合和阻抗匹配性能。材料在负载量为15wt%时，表现出了最优的电磁波吸收性能RLmin=-60.05dB。该成果受邀发表于Chin.J.Chem.期刊。
黄文欢教授是陕西省“科学家 工程师”创新团队首席科学家、陕西省科技新星。近年来，她主持国家项目2项、省部级各类科研项目7项、教学项目2项，获得陕西省高校科学技术奖一等奖1项，陕西省人才计划项目2项。在国际期刊上发表SCI论文50余篇，授权国家发明专利4项，曾受邀请在国内外学术会议上作报告10余次，媒体转载相关研究成果20余次。
沉潜学术瀚海、勇攀科学高峰，在位于古都长安的陕西科技大学，还有许多师生与黄文欢教授一样，不知疲倦地奔走在科研的道路上。展望未来，陕科大人将继续秉承“三创两迁”精神，恪守“至诚至博”校训，为国家建设和社会发展贡献更大的科技力量！
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注：文章部分素材来自陕西科技大学官网
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