名称：先进材料制备与功能器件实验室
部门：化学实验中心
建立时间：2022年2月
具体位置：A309、A310、A312
面积：58.85 m2、30.12 m2、30.62 m2
简介：先进材料制备与功能器件实验室面向国家重大需求，聚焦有重要应用价值的光热转换材料、锂电池关键材料及其功能器件为攻关对象，致力通过化学、材料先进方法调控碳基材料的表/界面性质、锂电用电极材料及其电解质，着重解决光热转换材料与功能器件及其锂电池发展过程中涉及关键新材料的结构调控与制备、结构与性能的关系等问题，最终获得具有自主知识产权的新型光热转换材料与性能优越的锂电池关键材料。并在此基础上，进一步开展海水淡化、污水处理、锂电池设计和资源化利用技术的研究，促进资源节约、环境友好和地方经济发展。
实验室研究人员
本实验室研究人员由杨洁（教授）、索习东（讲师）、乔洪涛（副教授）三位博士组成，人员均为忻州师范学院科研标兵、学术带头人；近年来，团队申请多项科研项目，累计经费100余万；发表SCI科研论文30余篇；出版专著1本；申请发明专利10余项，授权5项。
代表性科研成果
科研论文：
1. Xidong Suo*, Yao Li, Peiqi Liu, et al [J].Research on Chemical Intermediates, 2023, doi:10.1007/s11164-023-05110-7.
2. Hongtao Qiao, Yusheng Qiao, C. Sun, et al[J]. Frontiers of Environmental Science and Engineering, 2023, 17: 72.
3. Jie Yang, Xidong Suo*, Jingjing Zhao, et al. Scientific Reports, 2022, 12, 8777.
4. Jie Yang, Xidong Suo*, Xiaorong Chen, et al [J]. Advanced Sustainable Systems, 2022, 202100350.
5. Hongtao Qiao, Yongsheng Qiao, Xiaohang Luo, et al[J] RSC. Adv. 2022,12, 34797-34807
6. Hongtao Qiao, Baowei Zhao*, Xiongsheng Yu, et al [J] Environment and Pollution Technology, 2022, 21(2): 703-710.
7. Hongtao Qiao, Baowei Zhao, Xidong Suo*, et al [J] Global Challenges, 2021, 2100083.
8. Xidong Suo*, Jie Yang,* Yanrong Zhang, et al. Advanced Sustainable Systems, 2021, 202100122.
9. Xidong Suo, Zhuo Cao, Yuxiu Yu, et al [J] Composites Science and Technology. 2020, 198, 108256.
10. Xidong Suo, Yuxiu Yu, Zhuo Cao, et al[J] Advanced Materials Interface, 2020, 200499.
承担项目：
1. 乔洪涛 热解温度对玉米芯生物炭太阳能水蒸发性能的影响研究，山西省高校科技创新项目，2万，主持。
2. 乔洪涛生物炭的光热转化性能及其在太阳能水蒸发领域中的应用研究，忻州师范学院优秀学术带头人项目，3万，主持。
3. 索习东，碳纤维表面、界面结构调控及其光热转换和阻盐性能研究，山西省科技厅，2022，8万，主持。
4. 索习东，纤维素基气凝胶微结构调控及其光热转换性能影响研究，山西省教育厅，2021，2万，主持
5. 杨洁.藜麦皂苷水解规律及其抑菌增效物质基础研究，山西省应用基础研究计划面上青年基金项目，2019年，3万。
6. 杨洁.藜麦麸皮皂苷碱降解规律及产物抑菌和抗癌作用的有效物质基础与机制研究，山西省高等学校科技创新项目，2019年，2万。
7. 杨洁.藜麦皂苷单体化合物的结构解析，中国农业科学院作物科学研究所横向课题，2020年，0.7万元。
8. 杨洁.藜麦活性成分的开发与研究，山西正和九生农业科技有限公司横向课题，2019年，3.0万元。
9. 杨洁.藜麦皂苷提取物的生产与纯化工艺研究，中国农业科学院作物科学研究所横向课题，2019年，3.3万元。
10. 杨洁.藜麦皂苷单体化合物的制备与结构鉴定，中国农业科学院作物科学研究所横向课题，2019年，2.0万元。
代表成果展示：
1.柳絮气凝胶的化学修饰及其光热转换性能
通过金属盐ZnCl2、CuCl2对柳絮表面进行高温活化（800 ℃），获得了如下图所示的截然不同的表面形貌特征和微观结构（下图a、b、c），同时其比表面积和孔径分布也得到很大的改善（下图d、e、f）。该气凝胶的在一个太阳光强度(1000 W m-2)下蒸发速率高达2.16kg m-2h-1（下图k）。高蒸发速率主要归因于表面纳米结构的形成，有效的降低其吸收水的蒸发焓所致。（Advanced sustainable systems, 2021,5, 2100122）
2.发现藜麦基纤维素/氧化石墨烯复合气凝胶自变黑性能和自清洁性能
通过化学手段提取藜麦麸皮中的纤维素，然后与氧化石墨烯复合，制备出藜麦纤维素/氧化石墨烯气凝胶。该气凝胶表现出良好的自变黑性能（上图g）、高的太阳能驱动水汽蒸发速度（3.6 kg m-2h-1，上图a、b、c）和良好的自清洁性能（上图e），另外在户外实验中表现出良好的耐久性和稳定的水汽蒸发速率（上图d、f）。（Advanced sustainable systems, 2022,1, 2100350）
3.发现藜麦纤维素包覆碳纤维复合材料具有良好的水汽生产性能
通过化学手段提取藜麦麸皮中的纤维素，低温与碳纤维粉末混合，然后高温碳化活化，制备藜麦包覆碳纤维复合材料（如下图a所示）。该气凝胶表现出良好的水汽生产性能（下图c、e）、高的太阳能驱动水汽蒸发速度（3.2 kg m-2h-1，下图d）、海水淡化后生产的清洁水符合世界卫生组织要求（下图g）。另外该材料还可以处理有机污染废水（下图h）。（Scientific Reports, 2022,12, 8777）
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