厦门大学化学化工学院毛秉伟

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毛秉伟,女，厦门大学教授。1982年复旦大学化学系毕业，获学士学位。1987年获英国南安普敦大学化学系博士学位。1987年10月至1992年5月先后在复旦大学和厦门大学从事博士后研究。1989年至今在厦门大学工作，1996 年被评为教授。 1997年获德中文化交流学会资助赴德国乌尔姆大学进行短期科研合作。现任ChemElectroChem、ChemPhysChem、《中国科学通报》、《电化学》等国内外期刊的编委、编委会共同主席或特邀编辑。 获2010年厦门市三八”红旗手称号。 长期从事电化学和谱学电化学新方法研究，在扫描探针显微术、界面电化学、纳米科学和表面科学的交叉学科领域开展研究， 研究方向包括离子液体界面电化学、能源电化学基础、表面纳米构筑和单分子电子学等领域。主持和完成国家自然科学基金委重点项目和973项目子课题等，并在包括Nature Comm, Angew. Chem. Int. Ed.，J. Am. Chem. Soc.，Nano Energy，Small,等学术刊物上发表论文190篇。


毛秉伟
电话：（0592）2186862 （实验室）
传真：（0592）2186979
电子邮箱：bwmao@xmu.edu.cn
网址：http://stm.xmu.edu.cn/
个人简历：
博士 (英国南安普顿大学，1987)
学士（复旦大学）
博士后（复旦大学、厦门大学）
研究兴趣：
扫描探针显微学; 界面电化学;纳米电化学; 生物电化学技术。
近期主要代表论著：
“Growth and Shape-Ordering of Iron Nanostructures on Au Single Crystalline Electrodes in an Ionic Liquid: A Paradigm of Magnetostatic Coupling”, Y.-M. Wei, Y.-C. Fu, J.-W. Yan, C.-F. Sun, Z. Shi, Z.-X. Xie, D.-Y. Wu, and B.-W. Mao*, J. AM. CHEM. SOC., 2010, 132, 8152-8157.
“The Electrode/Ionic Liquid Interface: Electric Double Layer and Metal Electrodeposition”, Y.-Z. Su, Y.-C. Fu, Y.i-M. Wei, J.-W. Yan, and B.-W. Mao*, ChemPhysChem, 2010, 11, 2764-2778.
“An in situ scanning tunneling microscopic study of electrodeposition of bismuth on Au(111) in a 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ionic liquid: Precursor adsorption and underpotential deposition”, Y.-C. Fu, Y.-Z. Su, H.-M. Zhang, J.-W. Yan, Z.-X. Xie, B.-W. Mao, Electrochimica Acta, 2010, 55, 8105-8110.
“Gating of Redox Currents at Gold Nanoelectrodes via DNA Hybridization”, G. Liu, C. –F. Sun, D. Li, S.-P. Song, B.-W. Mao*, C.-H. Fan*, Z.-Q. Tian, ADVANCED MATERIALS, 2010, 22, 2148.
“STM Study on Nonionic Fluorosurfactant Zonyl FSN Self-Assembly on Au(100): Molecular Lattice, Corrugations, and Adsorbate-Enhanced Mobility”, J.-W. Yan*, Y.-A. Tang, C.-F. Sun, Y.-Z. Su, B.-W. Mao, Langmuir, 2010, 26, 3829-3834.
“Supramolecular Aggregation of Inorganic Molecules at Au(111) Electrodes under a Strong Ionic Atmosphere”, Y.-C. Fu, Y.-Z. Su, D.-Y. Wu, J.-W. Yan, Z.-X. Xie and B.-W. Mao*, J. Am. Chem. Soc., 2009, 131:14728–14737.
“Double Layer of Au(100)/Ionic Liquid Interface and Its Stability in Imidazolium-Based Ionic Liquids”, Y.-Z. Su, Y.-C. Fu, J.-W. Yan, Z.-B. Chen, B.-W. Mao*,Angew. Chem. Int. Ed.,2009, 48, 5148–5151.
“Colloidal lithography-based fabrication of suspended nanoporous silicon nitride membranes”, X. Zhang, Z.-W. Zhu, C.-F. Sun, F. Zhu, Z.-Z. Luo, J.-W. Yan, B.-W. Mao*, Microchim Acta, 2009, 167, 135–140.
“Extending the Capability of STM Break Junction for Conductance Measurement of Atomic-Size Nanowires: An Electrochemical Strategy”, X.-S. Zhou, Y.-M. Wei, L. Liu, Z.-B. Chen, J. Tang, and B.-W. Mao*, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130:13228–13230.
“The Creation of Nanostructures on an Au(111) Electrode by Tip-Induced Iron Deposition from an Ionic Liquid”, Y.-M. Wei, X.-S. Zhou, J.-G. Wang, J. Tang, B.-W. Mao*, and Dieter M. Kolb*, Small, 2008, 4: 1355–1358.
“Single Molecule Conductance of Dipyridines with Conjugated Ethene and Nonconjugated Ethane Bridging Group”, X.-S. Zhou, Z.-B. Chen, S.-H. Liu, S. Jin, L. Liu, H.-M. Zhang, Z.-X. Xie, Y.-B. Jiang, and B.-W. Mao*, J. Phys. Chem. C, 2008, 112: 3935-3940.
“An STM Study on NonionicFluorosurfactant Zonyl FSN Self-Assembly on Au(111): Large Domains, Few Defects, and Good Stability”, Y.-A. Tang, J.-W. Yan*, X.-S. Zhou, Y.-C. Fu, B.-W. Mao, Langmuir, 2008, 24, 13245-13249.
“STM tip-induced nanostructuring of Zn in an ionic liquid on Au(111) electrode surfaces”, J.-G. Wang, J. Tang, Y.-C. Fu, Y.-M. Wei, Z.-B. Chen, B.-W. Mao*，Electrochem. Comm., 2007, 9: 633–638.
“In Situ STM Studies on the Underpotential Deposition of Antimony on Au(111) and Au(100) in a BMIBF4 Ionic Liquid”, Y.-C. Fu, J.-W. Yan, Y. Wang, J.-H. Tian, H.-M. Zhang, Z.-X. Xie, and B.-W. Mao*, J. Phys. Chem. C, 2007, 111:10467-10477.
“Self-Assembly of a Rh(I) Complex on Au(111) Surfaces and Its Electrocatalytic Activity toward the Hydrogen Evolution Reaction”, X.-S. Zhou, Z.-R. Dong, H.-M. Zhang, J.-W. Yan, J.-X. Gao, and B.-W. Mao*, Langmuir, 2007, 23: 6819-6826.

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毛秉伟Angew.：Cu(100)晶面的亲锂性---锂金属负极载体表面和空间的高效利用

金属锂负极面临着严重的循环稳定性问题和潜在的安全问题。为了解决这些问题，在集流体上制备薄膜金属锂负极和包括在集流体上直接沉积锂在内的无锂型负极受到了广泛的关注。本文报道了基于Li(110)晶面与Cu(100)晶面晶格重合的亲锂性表面原子尺度设计，以及Cu(100)晶面低成核势垒优选表面电化学结构。他们还针对集流体上制备的金属锂负极设计了相应的固态电解质界面。该项研究不仅成功地制备了平滑的锂表面薄膜，而且利用三维集流体的表面和空间实现了均匀稳定的金属锂电化学剥离与沉积。

Gu Y, Xu H-Y, et al. Cu(100) Faceted Surfacefor Lithiophilicity: High‐Utilization of Surface and Space of Hosts for Lithium Metal Anodes[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/ange.201812523

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201812523?af=R

paoshan

碱金属电沉积的电化学和原子力显微镜研究
批准号        21972119       
学科分类        基础与理论电化学 ( B020401 )
项目负责人        毛秉伟       
依托单位        厦门大学
资助金额        66.00万元       
项目类别        面上项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2023 年 12 月 31 日

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近日，我院毛秉伟教授、田中群教授与斯坦福大学崔屹教授合作，在利用原位拉曼光谱揭示锂金属负极复杂界面反应机制方面取得重要进展，相关成果以“Resolving nanostructure and chemistry of solid-electrolyte interphase on lithium anodes by depth-sensitive plasmon-enhanced Raman spectroscopy”为题，在线发表于Nature Communications上（DOI：10.1038/s41467-023-39192-z）。

         锂作为电极电势最负的金属，具有极高的理论比容量和低密度等优势，是下一代高性能二次电池负极材料的最佳选择。然而，锂的（电）化学反应活性极高，当其与电解液接触时，不可避免地在表面形成纳米级厚度的固态电解质界面相（SEI）。因此，桥联基底和电解液的 SEI 及其耦合界面成为锂负极的关键部分，是影响锂电池循环性能和寿命的决定性因素之一。多年来，人们借助各种表征技术试图理解SEI的结构和化学信息。但SEI的组成和结构十分复杂，其组分在z方向上分布不均匀且动态变化。迄今为止，关于实际循环过程中SEI的形成机理和演化机制仍未完全阐明。
        针对这一问题，研究团队提出并设计了基于纳米Cu/Li、Au@SiO2核壳结构纳米粒子及其耦合的等离激元增强体系，建立发展了在z方向界面相底层和上层皆有增强效应的深度敏感等离激元增强拉曼光谱（DS-PERS）新方法。该方法可以在SEI形成过程中的不同阶段，对来自Cu/SEI、Li/SEI和SEI/电解液界面处的信号进行实时探测，用于原位、无损研究锂负极界面过程（图1）。研究发现，在anode-free构型的锂负极表面，SEI会经历从Cu-SEI到Li-SEI的连续成膜过程，且零价Li参与的化学反应对SEI的组成和性质具有重要影响。此外，SEI/电解液界面结构会显著影响锂离子去溶剂化过程。基于此，在实际应用中，通过操纵电位或电流直接在Li上形成更为有利的Li-SEI，可显著提升锂电池的寿命和循环稳定性。综上，DS-PERS方法可以提升对SEI的原位和实时表征能力，揭示 SEI 的形成机理及作用机制，为构建高效稳定金属锂负极等体系提供有力支撑。此外，适用于复杂纳米尺度界面相的原位和无损研究的DS-PERS新方法有望进一步拓展至其它表界面科学、材料科学和能源科学领域。
         该工作是在我院毛秉伟教授、田中群教授和斯坦福大学崔屹教授共同指导下完成的，我院博士后谷宇和尤恩铭为共同第一作者。林建德、王君豪、罗思恒、周如玉、张晨杰（苏州大学）、李辉阳、李根、王卫伟等参与了该论文的部分工作。李剑锋教授、张力教授、刘国坤教授、许荣教授（西安交通大学）、乔羽教授、姚建林教授（苏州大学）、吴德印教授、颜佳伟教授等对该研究给予了大力支持和帮助。研究工作得到了国家自然科学基金（22002129、21972119、21991151、22202162、22072123、22102137）及中国博士后科学基金（2019TQ0177、2022M722648、2022T150548）的资助和支持。
          论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39192-z