最近，我院張金龍教授課題組在高分散TiO2復(fù)合三維石墨烯的制備及其光催化應(yīng)用上取得了突破性進(jìn)展，他們的最新研究成果“Mesoporous TiO2Nanocrystals Grown in Situ on Graphene Aerogels for High Photocatalysis and Lithium-Ion Batteries” 在美國(guó)化學(xué)會(huì)的 J. Am. Chem. Soc. 上發(fā)表 (2014，DOI: 10.1021/ja500873u）。該研究成果是博士一年級(jí)研究生邱博誠(chéng)同學(xué)在青年教師邢明陽博士和張金龍教授的共同指導(dǎo)下完成。
三維石墨烯氣溶膠具備高彈特性，被并對(duì)有機(jī)溶劑具有超快、超高的吸附力，是迄今已報(bào)道的吸油能力最高的材料。然而到目前為止很少有人將石墨烯氣溶膠應(yīng)用光催化領(lǐng)域，本文利用葡萄糖中羥基和石墨烯表面的羥基、羧基等基團(tuán)間發(fā)生的脫水作用，實(shí)現(xiàn)了TiO2納米單晶在石墨烯表面的原位生長(zhǎng)。與此同時(shí)，葡萄糖的多羥基作用還使其成功抑制了（001）面的生長(zhǎng)，使高分散的TiO2單晶同時(shí)具有（001）高能面，這大大提高了光催化劑的電子轉(zhuǎn)移效率，其光催化活性甚至與目前公認(rèn)的高活性黑色H-TiO2相當(dāng)（Science, 2010, 331, 746）。更重要地是，和傳統(tǒng)粉體光催化劑相比，該復(fù)合石墨烯氣溶膠光催化劑具有大孔-介孔多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)，以及超輕的密度，在整個(gè)光照過程中，催化劑始終漂浮在液面上，反應(yīng)過程中不需要攪拌，反應(yīng)終止后，只需要用鑷子即可實(shí)現(xiàn)氣溶膠的回收。該催化劑的特殊結(jié)構(gòu)非常有利于電子的傳輸和鋰離子的穿插與儲(chǔ)存，使其在光催化領(lǐng)域和鋰離子電池領(lǐng)域表現(xiàn)出很大的應(yīng)用前景。
近年來，張金龍教授在光催化以及有機(jī)-無機(jī)功能材料的設(shè)計(jì)與制備等領(lǐng)域取得了一系列的研究成果，相關(guān)成果發(fā)表在J. Am. Chem. Soc. 2014, DOI: 10.1021/ja500873u;J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 8746;Chem. Commun., 2014, DOI: 10.1039/C4CC01341G (Back Cover); J. Catal., 2013, 297, 236;Ind. Eng. Chem. Res., 2013, 52, 6704; Chem. Comm., 2011, 47, 4947; ACS Nano, 2011, 5, 3447; Energy Environ. Sci., 2010, 3, 715等國(guó)際知名期刊上，引用次數(shù)5000余次。青年教師邢明陽2012年博士畢業(yè)后加入精細(xì)化工研究所張金龍老師課題組。目前，已在J. Am. Chem. Soc., Chem. Comm.等期刊上發(fā)表SCI收錄論文23篇，共被引用400余次，h-index:11。