石墨烯是一种具有优异物理和化学性质的新型二维碳纳米材料，大规模低成本制备高品质石墨烯的方法是其能够得到广泛实际应用的重要前提. 电化学方法可以快捷、绿色无污染、批量制备高质量的石墨烯及其复合材料. 本综述在对石墨烯各种制备方法进行简要比较之后，对近年来石墨烯、石墨烯/无机纳米复合材料、石墨烯/聚合物复合材料以及类石墨烯材料的电化学法制备进展进行介绍并作了展望.
本文研究了金纳米颗粒@碳微球(Au@CMSs)的制备及水环境中汞离子在该材料上的电化学行为. 实验结果表明，在0.1 mol•L-1 pH = 5.0的NaAc-HAc缓冲溶液中，采用方波伏安法测定汞离子，其浓度与氧化峰电流强度线性良好，相关系数为0.997，检出限为3.69 × 10-8 mol•L-1（3σ方法）.
以高含氮量的2-氨基咪唑为氮源，三氯化铁为铁源，高比表面积的KJ600碳黑为载体，通过水热法制得氨基咪唑聚合物前驱体，再经二次高温热处理，制得石墨烯/碳黑复合材料. 透射电镜表征显示该材料为石墨烯纳米片与碳黑颗粒的复合结构. BET表征表明这是一种多孔结构，具有很高的比表面积（882 m2•g-1），这有利于暴露更多活性位点，并促进传质. XRD证实催化剂中存在石墨烯，且石墨烯结构是在第一次热处理过程中形成的. 电化学测试表明，该催化剂在酸性和碱性介质中都具有很高的氧还原电催化活性和低H2O2产率，并且在碱性介质中对甲醇小分子的抗毒化性能明显优于商业Pt/C催化剂，展示出在实际燃料电池系统中的应用潜力.
罗丹明6G（Rhodamine 6G，R6G）是单分子表面增强拉曼光谱（SM-SERS）研究中最常用的探针分子之一，对R6G分子在表面吸附行为的研究有助于了解R6G分子和表面的相互作用. 本文应用电化学和电化学表面增强拉曼光谱技术，研究不同电位下R6G的银电极表面的吸附行为. 结果表明，随着电位负移罗丹明6G在银表面上从垂直吸附转为倾斜吸附，该变化和碱性条件下吸附于金纳米粒子上R6G的吸附构象一致. 这说明，在部分单分子实验中所发现的R6G反常光谱其来源是单个R6G分子在表面吸附取向变化. 本研究对后续详细分析SM-SERS研究中单分子SERS谱峰变化的机制有一定的参考价值.
以杯[4]芳烃和对氨基苯磺酸为原料，经重氮化-偶联反应合成了对磺酸基苯偶氮杯[4]芳烃，并使用紫外吸收光谱、红外吸收光谱、核磁共振等技术对其进行表征分析. 首次以CH3COOH-CH3COONa为缓冲溶液，使用循环伏安法研究对磺酸基苯偶氮杯[4]芳烃的电化学行为. 结果表明，当扫描电位在-0.5 ~ 1 V时，有1对氧化还原峰，其中氧化峰电位为0.302 V，还原峰电位为-0.003 V，且峰电流与峰电位均与扫描速率呈线性关系，推测该峰的形成受扩散控制影响，反应为动力学准一级可逆反应. 进一步利用多种电化学手段研究该电极反应，并求得动力学参数，反应活化能为14.84 kJ•mol-1.
采用原位还原法制备金纳米粒子/聚多巴胺/碳纳米管（Au-PDA-MWNTs）复合材料，并将其用于建立高灵敏检测核黄素的电化学方法.采用紫外–可见光谱、扫描电镜、x-射线能谱对Au-PDA-MWNTs复合材料进行表征，采用循环伏安法和差示脉冲伏安法探讨核黄素（RF）在Au-PDA-MWNTs修饰的玻碳电极上的电化学行为，并对RF含量进行测定.该方法对核黄素的检测在5×10-9 mol·L-1～1×10-5 mol·L-1的范围内呈良好的线性关系（R=0.9906），检测限为1.7×10-9 mol·L-1.本方法操作简便、抗干扰能力强，方法可行，因此该方法成功实现了维生素药片中RF含量的测定.
以60 Ah氢镍电池为研究对象，研究了温度对电池电性能的影响. 结果表明，电池的放电容量、过充电率随着温度均呈先升后降趋势，最高放电容量可达63.68 Ah（-5 oC），电池的适合涓流值及3天自放电率随着温度的升高呈增加趋势，电池的放电容量、过充电率、适合涓流值和自放电率与环境温度之间有近似的代数公式变化关系. -10 oC、80%放电深度（DOD）条件下循环3000次后，电池电性能无明显衰降；25 oC下循环550次，放电电压跌至0.8 V，电池失效. 结合相关参考文献结果及EIS试验分析可知，25 oC下电池循环性能迅速失效主要是由于高温下镍电极更易析氧和发生极板腐蚀，以及高温下镍极板更易粉化所致.
以玻碳电极（GCE）为基底电化学聚合制得聚3,4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）膜修饰电极，再通过Nafion共固定磷钼酸和石墨烯构建了一种新型的无酶电化学H2O2传感器. 利用扫描电子显微镜（SEM）表征制得的修饰电极，并通过循环伏安法和计时电流法研究了传感器对H2O2的响应性能. 结果表明，在优化条件下，该传感器对H2O2还原具有良好的电催化性能，检测H2O2的线性范围为2.91×10-6 ~ 1.83×10-2 mol•L-1，检出限和灵敏度分别为9.90×10-7 mol•L-1（S/N = 3）和112.5 μA•（mmol•L-1）-1. 此外，该传感器还具有良好的重现性和选择性.
以苯胺为单体，采用界面聚合法合成了不同浓度的Ag+掺杂的聚苯胺(PANI/Ag+)，使用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和场发射扫描电镜（SEM）等手段对其结构和形貌进行了分析和表征. 在0.5 mol•L-1 Na2SO4电解液中，通过循环伏安（CV）、恒流充放电（CP）以及电化学阻抗（EIS）等技术研究了其电化学性能. 结果表明，当电流密度为5 mA•cm-2时，PANI/0.12 mol•L-1 Ag+的比电容达529 F•g-1，循环1000次后比电容保持51%，相对于无Ag+掺杂的PANI，表现出更优良的电化学电容特性.
测试了不同浓度的电解液阻燃添加剂对镍钴锰三元材料（LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2）作为正极的锂离子电池电化学性能的影响. 实验结果表明，当阻燃剂浓度增加时，电池的放电容量下降，电化学反应电阻和锂离子扩散阻力都有所增加，但加入阻燃添加剂的锂离子电池，当充放电的电流相对比较小的时候，循环性能相比于不含阻燃剂的有所提高，循环稳定性得到了改善. 在0.5C倍率电流下，不含阻燃剂时容量保持率为89%，而当阻燃剂含量增至10%后保持率达到94.21%. 当充放电电流为1C时，未使用阻燃剂时容量保持率约为92.22%，当阻燃剂的浓度为10%时容量保持率为93.01%. 在2C倍率下，不含阻燃剂时容量保持率为87.92%. 阻燃剂浓度为10%时，容量保持率有所提升，达到92.16%. 与基础电解液相比，选用含有10%阻燃剂的电解液可使容量保持率提高5%左右，相比于其他浓度，包含10%阻燃剂的电池循环性能也最为稳定.
构建了一个以曝气池污泥为阳极接种微生物、碳毡为阳极、无任何修饰的不锈钢网为阴极的双室微生物燃料电池. 通过输出电压、功率密度以及电化学阻抗等考察了阴极面积对电池产电性能的影响，并对电池的长期运行稳定性进行评价. 研究结果表明，不锈钢网作为微生物燃料电池的阴极性能稳定. 当不锈钢网面积为2 × 2 cm2时，最大输出电压达到0.411 V，功率密度为0.303 W•m-2，内阻841 Ω，极化内阻80 Ω. 增大阴极面积至2 × 4 cm2，最大输出电压能达到0.499 V，内阻减小至793 Ω. 不锈钢网价格便宜，具有长期运行稳定性，适宜做MFCs的阴极.
本文通过接种生活污水处理厂的好氧污泥和厌氧污泥，撘建两个双室微生物燃料电池(MFC，Microbial fuel cell)，分别以葡萄糖、乙酸钠作为基质，在0.0335 mol•L-1基质浓度下研究不同基质微生物燃料电池的产电性能. 研究表明：葡萄糖体系的阳极半电池阻抗为222 Ω，乙酸钠体系为213.67 Ω，说明两种不同有机基质对电池内阻无明显影响. 葡萄糖、乙酸钠体系的交换电流密度i0分别为3.463 mA•m-2、 5.987 mA•m-2；COD去除率分别为50.6%、55.8%；库仑效率分别为42.1%、46.2%. 葡萄糖为基质时最大输出功率密度为394.2 mW•m-2，相应的最大电流密度为1800 mA•m-2；乙酸钠为基质时最大输出功率密度为311.9 mW•m-2，相应的最大电流密度为1527.5 mA•m-2. 葡萄糖代谢过程复杂并不单一，且代谢不彻底，乙酸钠分子简单更容易代谢，因此乙酸钠的库伦效率及COD去除率均高于葡萄糖，由以上数据可以得出葡萄糖为基质的燃料电池产电性能较好.
以对羟基苯硼酸为前驱体，利用H2O2可以定量氧化对羟基苯硼酸产生对羟基苯酚的原理，以反应产物对羟基苯酚为电化学信号物质，结合金纳米粒子修饰玻碳电极（AuNPs/GCE），发展了一种间接检测H2O2的电化学方法. 由于AuNPs/GCE具有有效电子传递性能和比表面积大等优点，对硼酸氧化产物具有较高的催化活性，因此在含1.0 mmol•L-1对羟基苯硼酸的0.1 mol•L-1 pH 7.5 PBS中，AuNPs/GCE可以检测到1.0 ~ 1.0 × 103 μmol•L-1的H2O2，检测限为0.5 μmol•L-1. 同时，该方法具有良好的选择性和重现性，且操作简单、速度快、价格低廉，非常适用于实际样品中H2O2含量的测定.
Very Highly Efficient Reduction of CO2 to CH4 Using Metal-Free N-Doped Carbon Electrodes X. Sun, X. Kang, Q. Zhu, J. Ma, G. Yang, Z. Liu, B. Han Chem. Sci. DOI: 10.1039/C5SC04158A 以不含金属的氮杂碳为催化剂，离子液体为电解质，将CO2还原为CH4的法拉第效率为93.5%，电流密度比Cu电极高6倍. 发现痕量的水对离子液体中的电催化有帮助.
中国化学会《电化学》期刊常务副主编、厦门大学化学化工学院陈衍珍教授因病医治无效，不幸于2015年12月25日溘然辞世. 这一突如其来的噩耗，犹如晴空霹雳，顿使《电化学》编委会、编辑部以及厦门大学电化学研究所全体同仁、师生愕然失色，悲恸不已，百感交集，哀思重重. 往昔如昨，其音容笑貌，恍若眼前.
随着世界石油储量的快速消耗以及由此带来的环境污染问题，世界各国都在积极寻找清洁无污染的可再生替代能源。以氢气的生产、储存、运输及利用为基础的“氢能经济”，对于摆脱人类对化石能源的依赖，实现可持续发展具有重要的意义。燃料电池作为将氢能直接转化为电能的洁净发电装置，是替代现有燃油发动机的最佳选择，不仅可以为现代交通工具提供理想的动力源，而且在移动通讯、潜艇、航空飞行器等方面也具有广阔的应用前景。
燃料电池中广泛使用的铂基催化剂价格昂贵、储量低、容易失活，因此亟待开发廉价、高效非铂催化剂. 过渡金属(Fe、Co、Ni等)/杂原子共掺杂催化剂、杂原子掺杂（N、P、S、F等）碳材料以及碳材料包覆过渡金属复合物是目前发现的几类性能优异的非贵金属氧还原催化剂. 其中碳材料包覆过渡金属催化剂作为一类新型的高性能催化剂，对其研究还有待深入. 本文主要阐述了国内外在包覆型非贵金属氧还原催化剂方面的研究进展，从合成，性能，机理等方面对该类催化剂进行了总结，力求助益于该类催化剂的发展.
本综述首先简单介绍了扫描电化学显微镜的基本概况，尤其是不同的工作模式. 其次，有针对性地介绍了SECM的不同工作模式在氧还原和水解析氧反应相关研究中的应用. 最后，对扫描电化学显微镜未来在新能源转换存储系统研究领域的应用进行了展望.
直接甲酸燃料电池(DFAFCs)是一种很有前景的可用于移动电子设备的电源. 钯对甲酸电催化氧化有很高的活性，但稳定性较差，容易失活；铂对甲酸电催化氧化的活性低于钯，但稳定性好. 前期研究表明，高指数晶面铂纳米粒子对甲酸的电催化氧化活性显著高于低指数晶面铂纳米粒子. 本文以碳纸为载体，应用方波电位法生长高指数晶面铂纳米粒子（HIF-Pt/C-paper），通过改变方波上下限电位，合成出不同粒径的二十四面体和偏方三八面体铂纳米粒子. 进一步在碳纸上修饰一层碳黑微孔层并优化电沉积条件，制备出粒径约10 nm，载量0.069 mg•cm-2的HIF-Pt/C-paper作为DFAFCs的阳极催化剂.在甲酸浓度为3M时，测得30℃下单电池最大功率密度10.6 mW•cm-2，最大质量功率密度153.5 mW•mg-1Pt，是以1 mg•cm-2 载量的商业60 wt% Pt/C为阳极催化剂的电池的8.4倍. HIF-Pt/C-paper阳极DFAFCs在20 mA•cm-2条件下运行50 h，电压保持率为95%，显示出很好的稳定性.
质子交换膜燃料电池的商业化应用迫切要求降低其Pt载量. 本文通过Pt/C氧还原电极的动力学模型计算，研究了Pt/C电极中的氧分布、生成电流以及满足实际应用的最小Pt载量. 结果表明：燃料电池Pt/C电极，阴极产生严重浓差极化的催化层厚度为40 mm；功率密度达到1.4 W•cm-2（2.1 A•cm-2@0.67 V）的电池性能需要3 mm左右的Pt/C阴极催化层，阴极Pt载量为0.122 mg•cm-2，即可使膜电极的阴极铂用量低于0.087 g•kW-1.
炭载体的稳定性对于燃料电池电催化剂是至关重要的. 本文中采用酚醛树脂作为前驱体，二氧化硅为模板剂，制备了多介孔且石墨化程度高的炭载体（HGMC）. 相比于商品Vulcan XC-72，HGMC具有中等的比表面积和高的石墨化程度，因此在电位循环扫描过程中具有较高的化学稳定性，然而HGMC碳层堆叠的结构不利于传质. 为克服这一劣势，多壁碳纳米管（MWCNTs）作为隔离物加入至HGMC中以构建具有三维多尺度结构的载体（MSGC）. 与HGMC为载体担载Pt以及商品催化剂Pt/C-JM相比，由于炭载体的具有高稳定性以及三维多尺度结构，MSGC担载Pt后不仅使电催化剂的电化学稳定性提高，且氧还原反应过程中传质得到显著改善.
纳米尺度的金由于常表现出有趣的尺寸效应和物理化学特性而被大量应用于催化反应中，但是其在电催化反应中的应用却十分有限. 本文以水为溶剂、HAuCl4为前驱体、十二烷基聚乙二醇醚（Brij 35）等为软模板剂、NaBH4为还原剂、活性炭或石墨烯为载体，在温和反应条件下获得担载型金纳米电催化剂. 本文考察并优化了关键制备参数和样品纯化方法，最终确定NaBH4的最佳浓度区间为5 ~ 10 mmol•L-1，Brij 35的最佳浓度约为1 mmol•L-1，在3 ~ 16 oC下金纳米颗粒的尺寸容易控制，石墨烯和活性炭（EC600）是金纳米颗粒的良好载体. 在优化的反应条件下，金纳米颗粒的粒径可以被控制在1 ~ 4 nm. 热处理法可以有效去除表面活性剂，纯化后的担载型纳米金电催化剂在醇类小分子的氧化反应中表现出良好的性能.
以煤焦油沥青为碳源，纳米Fe(OH)3为模板制备了一种三维石墨烯类多孔碳材料，通过测试氧还原性能，确定了最佳制备工艺为：反应物煤沥青，纳米Fe(OH)3，KOH的质量配比为6:8:4，热解温度为800 ℃. 扫描电镜（SEM）测试结果表明，制得的产品具有明显的孔结构且分布均匀. 透射电镜（TEM）测试结果进一步表明，产品具有泡沫状的多孔结构，高分辨透射电子显微镜图像表明该产品具有多层的三维石墨烯结构. X射线衍射（XRD）数据表明，在29o位置出现的衍射峰是多层石墨烯结构，42o位置的衍射峰表明，产品具有一定程度的石墨化. 由拉曼光谱结果计算IG与I2D的比值表明产品为多层石墨烯结构. X射线光电子能谱分析（XPS）检测到的C元素含量约为88.7%，主要包含C-C键，图谱中未发现铁元素的存在，证明纳米Fe(OH)3模板已被洗净. 根据比表面积测定（BET）可知，多孔碳的比表面积为2040 m2•g-1，孔径集中分布在10~400 nm，这与TEM测试得到的结果一致. 在0.1 mol•L-1 KOH中进行催化氧还原性能测试，起始还原电位为0 V (vs. Hg/HgO)，电子转移数为3.58。测试结果表明，制得的三维石墨烯类多孔碳具有良好的催化氧还原性能.
本文通过水热预处理，利用热解工艺从蚕茧中成功的制备了一种高性能的掺杂碳基催化剂. 研究了制备条件及氟原子掺杂对催化剂性能的影响. 在最优化条件下制备出的氮氟共掺杂碳基催化剂具有超过1000 m2•g-1的比表面积，N元素和F元素含量可达3.5 %及7.3 %. 在碱性条件下，所制备的催化剂具有可与商业铂碳催化剂相媲美的氧还原催化活性，同时展示出优异的抗甲醇中毒性能及稳定性. F原子的掺杂对催化剂性能的提高效果显著.
在燃料电池阴极催化剂的研究中，FeNx/C材料与目前广泛应用在燃料电池中的Pt基催化剂相比，不仅价格低廉，而且表现出良好的氧还原催化活性. 尽管如此，设计合成性能高、成本低的FeNx/C催化剂仍面临巨大挑战. 在此，作者提出废物利用的方法，以三聚氰胺甲醛树脂固体废物为前驱体，合成了具备介孔结构和较大的比表面积的非贵金属催化剂. 经酸性条件半电池测试，这种电催化剂的氧还原催化活性接近5%商业Pt/C性能. 本文工作为三聚氰胺甲醛树脂固体废弃物处理提供了新思路.
为提高燃料电池用贵金属铂催化氧还原反应性能，采用改进的多元醇法制备不同金属比例的碳载铂铁合金催化剂（D-Pt3Fe/C和D-PtFe/C）前驱体. 随后通过优化在惰性气体环境中的高温煅烧条件，将结构无序的合金结构转变为结构有序的合金催化剂（O-Pt3Fe/C和O-PtFe/C）. 利用X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）和X射线光电子能谱（XPS）对所制得催化剂进行结构表征. 结果发现，所制得催化剂的合金纳米颗粒尺寸分布均一（4 ~ 6 nm），且均匀负载于碳载体上. 利用循环伏安法（CV）、线性扫描伏安法（LSV）对所制得催化剂进行电化学性能评估. 结果表明，O-PtFe/C的催化活性高于O-Pt3Fe/C，其质量活性（271.54 mA•g-1Pt）和比活性（0.73 mA•cm-2Pt）分别是商业JM Pt/C催化剂的4.3倍和7.3倍. 两种结构有序铂铁催化剂催化氧还原反应活性均高于商业JM Pt/C催化剂.
电催化析氢反应作为一种绿色、可持续的制备氢气方法，受到了广泛关注. 近年来，非贵金属析氢催化剂以其低成本和相对高的催化活性取得了较快的研究进展，其中，钼基纳米催化剂目前已成为电催化析氢中最受关注的研究热点之一. 本文综述了钼基碳化物、磷化物、氮化物以及硫化物在电催化析氢反应中的催化机理和研究进展，分析了提高析氢催化活性的方法，并对钼基非贵金属催化剂的发展趋势进行了展望.
“中庸”是传统的中国智慧，由孔子提出，不断被他的追随者丰富. “中庸”追求在各种矛盾中寻求平衡，并认为“过分”和“不及”都是不好的. 对于一个成功的催化剂，反应物的吸附，既不能太强，也不能太弱. 在这一点上，“催化”与“中庸”有极为相似之处. 本文以孔子与他的学生对话开始，先讲了3个 著名的“中庸”老故事，结合3个有“中庸”味道的“催化”案例，最后得出：好的“催化”，即是具有“中庸”味道的“催化”.
Heterogeneous Spin States in Ultrathin Nanosheets Induce Subtle Lattice Distortion to Trigger Efficient Hydrogen Evolution Y. Liu, X. Hua, C. Xiao, T. Zhou, P. Huang, Z. Guo, B. Pan, Y. Xie J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.6b00858 Mn掺杂CoSe2纳米片，使晶格发生畸变，产生更多的边沿活性位，对氢析出反应（HER）表现高的催化活性，交换电流密度为68.3 μA•cm-2.
电化学不仅是化学科学的重要分支，而且因其在能源、材料、环境和生物等领域的重要应用成为推动社会和经济可持续发展的关键学科在过去30年里，中国的电化学事业得到了巨大的发展，与国际同行的交流也越来越紧密中国电化学领域的许多研究成果纷纷被国际著名期刊报导中国科学家们也通过主办或参加国际学术会议，与国际知名实验室课题组合作等，积极参与到国际学术舞台中国化学会电化学委员会每两年召开一次全国性的学术会议，其中第18届全国电化学大会在哈尔滨成功召开大会上颁发了系列重要奖项，分别是中国电化学成就奖（获奖人：董绍俊教授，中科院长春应化所）、中国电化学贡献奖（获奖人：夏永姚教授，复旦大学）、中国电化学青年奖（获奖人：钟羽武教授，中科院化学所；曹安民教授，中科院化学所；周志有教授，厦门大学；李高仁教授，中山大学）和首届《电化学》期刊优秀论文奖（获奖人：艾新平教授，武汉大学；杨勇教授，厦门大学；衣宝廉教授，中科院大连化物所；郭玉国教授，中科院化学所；黄波博士，上海交通大学）. 《电化学》期刊优秀论文奖旨在鼓励和支持中国学者在中文期刊上发表高质量研究论文. 为宣传此次电化学大会，进一步促进中国电化学科学研究与国内外的交流，《电化学》编辑部邀请在此次大会上获奖的八位学者及其团队，撰写论文报道他们取得的最新进展研究本专辑较为全面地反映了几个有代表性的课题组在我国电化学研究领域，尤其是在能源、环境和材料方面的取得的进展希望借助专辑的出版，能使广大读者更深入地了解我国电化学领域的研究现状、研究趋势和存在的问题及挑战，为该领域研究提供参考，推动我国电化学研究的进一步发展. 在此，对本专辑的所有作者、审稿人及编辑部工作人员的辛勤劳动表示衷心的感谢！
燃料电池的性能方面在近年来有很大提高，但要实现商业化其成本和Pt用量需要进一步的降低. 大量的文献工作证明了有序化膜电极有助于提高电极中催化剂的利用率、降低Pt的用量以及增加反应的三相界面，特别是3M公司制备的纳米薄膜电极（NSTFs）是一种高活性，高稳定性的薄膜状催化层，从而电极稳定性也大幅提高. 此外也有不少工作使用导电性好的碳纳米管阵列，以及稳定性高的金属氧化物阵列等作为这种3D结构催化层中催化剂的有序载体，研究进一步提高Pt基催化剂的活性，降低Pt担载量，构效关系等一些基础性的工作. 但是总体上看，现有的有序化膜电极，均需要进一步改进. 本文评述了目前国内外有序化膜电极的研究现状.
化石燃料的大量开采和利用所导致的能源与环境问题是当今社会可持续发展必须面对的两大挑战. 燃料电池通过电化学反应将燃料中的化学能直接转化为电能, 是目前清洁高效的可再生能源转化装置. 光助燃料电池将光响应成分引入到燃料电池中, 可以实现光能/电能和化学能/电能的双重转化, 从而有效提高能源利用效率, 是未来能源转化装置的发展方向, 在实际应用方面具有重要意义和广阔前景. 本文对光助燃料电池进行了简要综述, 重点介绍了我们小组近些年来在该领域的相关研究进展, 总结了目前存在的一些问题, 并对其发展趋势进行了展望.
固体核磁共振技术是一种定量分析固体材料结构与组成的强有力手段，结合固体核磁共振和常规x-射线衍射(XRD)、 x-射线吸收谱(XAS)等表征方法可对锂/钠离子电池材料在电化学反应中的结构演化过程进行全面的分析. 例如通过固体核磁共振研究, 可获得不同合成与修饰条件下, 锂/钠离子电池电极和电解质材料体相以及电极/电解质界面层的化学组成、局域结构和离子扩散动力学等信息，为高性能电池材料的设计和研发提供重要的基础数据. 本文结合本课题组的研究工作，综述了近三年来国内外固体核磁共振技术在锂/钠离子电池电极、电解质材料以及固体电解质界面膜（SEI）研究中的应用和进展.
环金属钌配合物具有良好的氧化还原和光物理性质，在诸多光电领域如染料敏化太阳能电池、电致变色、电子转移等方面具有重要应用。环金属钌配合物的合成方法主要包括“后期金属化”、“前期金属化”、“转金属化”三种方法。环金属配合物具有丰富的结构多样性。环金属配合物由环金属配体和辅基配体与金属螯合形成。环金属配体包括N∧C、N∧N∧C、N∧C∧N和C∧C∧C-类型多齿配体。辅基配体主要包括吡啶、咪唑、三唑、嘧啶等杂环。碳-金属键的引入大大降低了钌配合物的氧化还原电位。通过改变环金属配体和辅基配体的结构，可以对金属的氧化还原电位进行有效调控。金属钌配合物的氧化还原电位对敏化电池的性能以及电子转移的过程具有重要的影响。
表面修饰是一种重要的材料处理手段，被广泛应用于催化、光化学、电化学等领域。本文阐述了通过表面均匀包覆构建具有特定功能核壳结构的意义，并分析了构筑均匀包覆层的典型合成方法。同时，针对锂离子电池电极材料这一特定应用对象，综述了进行电极材料表面均匀包覆处理的途径，强调了电极材料核壳结构的构筑对于电极材料表面稳定、电化学性能优化等意义。
安全性是制约锂离子电池向电动汽车领域应用拓展的主要障碍. 本工作提出了一种能够有效改善锂离子电池安全性的电解液添加剂-3,4-乙烯二氧噻吩单体（EDOT），研究了其在有机电解液中的电氧化聚合行为，以及对LiCoO2电极高温热行为和电池安全性、电化学性能的影响. 循环伏安（CV）和透射电镜（TEM）表征结果表明，单体添加剂能够在电池充电过程发生电氧化聚合，在正极表面形成一层聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）导电聚合物膜；差示扫描量热（DSC）分析结果显示，PEDOT隔离了电解液与正极表面的直接接触，减少了过热条件下电解液在正极表面的分解放热. 安全性测试结果表明，在电解液中仅添加0.1%的EDOT单体，即可将电池在150 oC高温热冲击下发生热失控的时间推迟13.8分钟. 电化学性能测试结果表明，聚合产物良好的电子导电性能有效改善正极的电子传导能力，在一定程度上提高电池的倍率性能和循环稳定性，而容量、低温性能等基本不受影响，展示出良好的应用前景.
通过ZnO模板辅助电沉积法制备了中空网状笼还原氧化石墨烯，具有纳米管、多孔结构、网状结构和3D微米中空笼等多层次架构. 这样的结构能够同时促进电化学活性物种的传输，提高电极材料的利用率，以及提升超级电容器性能. 该类中空网状笼还原氧化石墨烯做超级充电器电极材料时表现出了优良的电化学性能，研究结果显示，在1.0 A•g-1时比电容达到393 F•g-1. 而且当电流密度从1.0 A•g-1增加到20 A•g-1，电容仅衰减了21.2%，10000周循环后比电容损失小于1%，表明具有优异的电容稳定性.
采用共沉淀的方法，以过渡金属硫酸盐为起始物质制备了一系列不同组成的富锂锰基正极材料xLi2MnO3•(1-x)LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2（x = 0.3，0.5，0.7），通过XRD、Rietveld精修等物理手段比较了不同组成材料的结构特征. 通过对比不同比例材料的首周库仑效率、放电可逆容量、循环性能、电压降现象及不同温度下各比例富锂材料的倍率表现等电化学性能，确定 0.5Li2MnO3•0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2为该系列材料的最优比例. 然后采用原位X射线吸收谱技术，对富锂材料在首周活化过程中的机理进行了研究. 同步辐射结果表明，在首周充电过程中，镍和钴的价态分别从+2、+3价氧化到+4价，而对于锰来讲，虽然在富锂锰基材料活化的过程中其周围的局域电子结构发生了一定的变化，但是其化合价始终维持在+4价没有发生变化.
采用一锅合成法制备了新型的具有大比表面积的花状铂纳米颗粒（PtNFs），并构建了一个高灵敏电致化学发光（ECL）免疫传感器用于检测载脂蛋白A1（Apo-A1）. 该PtNFs用于吸附二抗（anti-Apo-A1），并用葡糖糖氧化酶（GOD）封闭其表面的非特异性位点，最终制备了PtNFs@anti-Apo-A1@GOD信号探针. 当Apo-A1存在时，通过夹心免疫反应将制备的信号探针捕获于电极表面，并将所制得的电极置于含有葡萄糖的过硫酸根底液中检测. GOD催化葡萄糖产生H2O2，H2O2在PtNFs的催化下分解并在电极表面原位产生O2，所产生的O2能够催化过硫酸根-氧气体系的电致化学发光反应，放大发光信号，提高检测灵敏度. 该传感器在0.1 ng•mL-1 ~ 100 ng•mL-1范围内对Apo-A1有良好的线性响应，检测下限达到0.03 ng•mL-1，有望应用于临床分析诊断.
