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  • 通过分子设计打破聚氨酯的性能矛盾,实现自修复、机械强度和阻燃性的综合优化

    具有优异机械强度、阻燃性能和自修复能力的聚氨酯(PUA)弹性体正在越来越多地应用于柔性电子、智能传感器和电子皮肤等领域。然而,迄今为止,同时具备这些特性的聚氨酯弹性体仍然难以实现。本文提出了一种基于概念驱动的分子设计策略,通过引入一种创新设计的链延长剂来构建多功能PUA弹性体。该链延长剂含有芳香单元、动态共价键以及含磷/氮(P/N)基团。这种分子设计实现了机械性能提升、阻燃效果与自修复能力之间的协同作用,这是以往研究中很少见的现象。芳香π–π堆叠结构诱导的应变诱导结晶作用使材料的拉伸强度提高了158.5%,韧性提高了181.0%,相较于对照样品有显著改善

    来源:Journal of Materials Chemistry A

    时间:2025-11-22

  • 经过GQD改性的CoFe-LDH@镍泡沫作为阴离子交换膜水电解的高性能阳极催化剂

    本文研究了在镍泡沫上生长的石墨烯量子点(GQD)改性的CoFe层状双氢氧化物(GQD@CoFe-LDH)作为阴离子交换膜水电解器(AEMWEs)中氧进化反应(OER)阳极催化剂的应用。通过精细调节GQD的负载量,发现适量的GQD能够产生显著的协同效应,增强电子传输和活性位点的利用率,同时降低OER的过电势。与未经改性的CoFe-LDH相比,加入GQD显著降低了界面电荷传输阻力,从而提高了OER的活性。在单电池AEMWE测试中,具有最佳GQD负载量的GQD@CoFe-LDH阳极在2.0 V电压下达到了1749 mA cm−2的电流密度,这比未经改性的CoF

    来源:Journal of Materials Chemistry A

    时间:2025-11-22

  • 综述:基于机理的催化剂设计与在电化学臭氧生产中应用的全面综述

    臭氧(O₃)是一种具有强氧化性的绿色物质,在废水处理方面具有巨大潜力,因此过去几十年来对其生成方法进行了广泛研究。在各种臭氧生成方法中,电化学臭氧生成(EOP)作为一种有前景的替代方案脱颖而出,它能够在水介质中直接生成臭氧,并便于模块化集成到废水处理系统中。然而,EOP所需的较高氧化潜能给从水中选择性生成臭氧以及保持催化剂长期稳定性带来了显著挑战。本综述全面总结了近年来针对不同材料类型的电催化剂设计,这些设计基于以下反应机制进行分类:晶格氧机制(LOM)、吸附物演变机制(AEM)和五元环机制(FMM)。此外,还讨论了水电解臭氧发生装置工程的最新进展及其在

    来源:Journal of Materials Chemistry A

    时间:2025-11-22

  • 通过原子级稀疏的铁掺杂增强SnS中的电催化硝酸盐还原为氨的过程

    在水性条件下,通过电化学硝酸盐还原反应(NO3RR)选择性生成氨气面临诸多挑战,如选择性差和法拉第效率低,这主要是由于氢气析出反应的竞争以及催化中间体的不可逆损失。在惰性材料晶格中掺入活性单原子是克服这些问题的最有趣方法。在此研究中,通过精确控制Fe与Sn的比例,在水热合成过程中将低浓度的铁原子掺入二维SnS晶格中,制备出1-2%掺铁的SnS。通过高角度环形暗场扫描电子显微镜(STEM)元素映射及其他显微技术,证实了接近单原子掺杂的现象。X射线吸收(Sn-K边和Fe-K边XANES/EXAFS)和光电子能谱分析揭示了FexSn1-xS中的SnII和FeI

    来源:Journal of Materials Chemistry A

    时间:2025-11-22

  • 基于蒽和噻唑[5,4-d]噻唑结构的供体-受体共轭微孔聚合物的协同工程:通过引入杂原子来提升能量储存能力

    传统的超级电容器电极通常受到能量密度低、循环寿命有限以及导电性不足的制约。相比之下,共轭微孔聚合物(Conjugated Microporous Polymers,CMPs)是一类新兴的电极材料,它们兼具高表面积、优异的结构稳定性和增强的电子导电性。在本研究中,我们合理设计并合成了两种新型的供体-受体(Donor-Acceptor,D-A)共轭微孔聚合物(CMPs),这些聚合物在分子结构中策略性地嵌入了高密度的杂原子[噻唑[5,4-d]噻唑(TzTz),分别为ANPh-TzTz和ANTPh-TzTz。这两种材料以2,3,6,7,9,10-六(4-甲酰基苯

    来源:Journal of Materials Chemistry A

    时间:2025-11-22

  • 由电离空气构成的气-固摩擦纳米发电机,用于收集电离空气的能量

    摩擦电纳米发电机(TENGs)能够捕获多种低频自然能量,如风能、热能和海洋能。现有的关于气-固摩擦电纳米发电机(GS-TENGs)的研究主要集中在利用气体作为机械驱动介质,而不会改变气体本身的性质。在这项工作中,我们引入了电离技术,将空气转化为电离空气,并将其集成到GS-TENG中。该设备基于静电感应原理设计,能够高效地捕获电离空气的能量。与仅利用空气-固体相互作用的GS-TENGs相比,其输出性能得到了显著提升。该设备的开路电压和短路电流分别达到了180伏特和0.5微安。由不同离子组成的离子流在空间中广泛分布,是一种潜在的可利用的自然能源。这项研究为在

    来源:Journal of Materials Chemistry A

    时间:2025-11-22

  • 为获得n型碘掺杂PbTe化合物的非凡热电性能,需避免表面缺陷引发的氧化作用

    在最佳载流子浓度较低的n型PbTe化合物中(约1019 cm-3),结构缺陷对电荷传输起着关键作用。虽然缺陷工程通常侧重于化学成分或合成优化,但气氛控制这一因素却常常被忽视。在这里,我们将气氛控制作为新的缺陷工程维度进行研究,证明了在机械研磨过程中暴露于氧气会显著改变n型碘掺杂PbTe系统的缺陷演变和热电性能。PbTe0.998I0.002样品在773 K时的峰值ZT为1.26,而PbTe0.999I0.001样品在Ar气氛中研磨时,在298–723 K范围内的平均ZT高达0.8,远优于在空气中研磨的样品(ZT_max = 1.08;ZT_avg = 0

    来源:Journal of Materials Chemistry A

    时间:2025-11-22

  • 协同V–Ti–F共掺杂策略用于制备高性能且循环寿命长的LiMn0.6Fe0.4PO4正极

    LiMnxFe1−xPO4(LMFP)橄榄石正极具有较高的电压平台和成本效益,但存在一些固有的局限性,包括较低的离子导电性、Jahn–Teller畸变、Li/Fe反位缺陷以及过渡金属的溶解。为了解决这些问题,我们提出了一种协同的V–Ti–F共掺杂策略,以增强Li+的传输能力和结构稳定性。这些材料是通过草酸辅助的共沉淀法结合固态退火制备的,并系统研究了多组分掺杂与材料结构和电化学性质之间的关系。结构分析表明,V3+取代了Mn/Fe位点,而Ti4+则替代了Li+,从而共同缩短了Li+的扩散路径。为了减轻阳离子掺杂引起的不稳定性,引入了F−来部分替代O2−,增

    来源:Journal of Materials Chemistry A

    时间:2025-11-22

  • 通过可回收溶剂处理工艺制备的界面工程化多功能木质复合材料,用于实现超耐用的摩擦电能量收集

    木材是一种重量轻、可再生的建筑材料;然而,由于其低极性以及在反复摩擦作用下的稳定性下降,严重限制了其在智能住宅系统中的摩擦电纳米发电机(TENGs)中的实际应用。在这里,我们提出了一种界面工程策略,通过利用离子液体制备多孔离子凝胶基质,促进金属有机框架(MOF)在木材表面的均匀致密生长。这种方法有效地重构了木材表面的微观结构,增强了木质纤维素基质与MOF晶体之间的界面粘附力,从而提高了木材的机械强度(109.4 MPa)、抗冲击性(96.6 kJ m−2)、耐磨性和热稳定性。使用这种改性木材制成的摩擦电纳米发电机在超过100,000次接触-分离循环后仍能

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-11-22

  • 一种电解质添加剂,可实现双重动力学调控,从而在水系锌电池中稳定锌阳极的性能

    水系锌电池(AZBs)的实际应用受到氢气析出反应(HER)和锌阳极上不可控的枝晶形成的阻碍。本研究提出了一种绿色电解质工程策略,利用可生物降解分子4-羟基-2-丁酮(HB)作为电解质添加剂,以实现双重动力学调控。综合实验表征和理论模拟表明,HB分子优先吸附在锌阳极表面。这种吸附作用同时降低了质子中间体(H*)的吸附能,从而显著抑制了HER反应,并通过延缓锌沉积时间和加快成核速率来调节锌沉积动力学。因此,这种协同效应产生了致密且无枝晶的锌沉积层。由于有效抑制了界面副反应并优化了沉积形态,使用HB电解质的Zn||Cu电池表现出显著提高的平均库仑效率。与此同时

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-11-22

  • 综述:利用二氧化硫进行电化学磺酰化:一种可持续的有机合成策略

    利用有机电化学方法实现二氧化硫(SO2)的高效、绿色转化和固定已成为有机合成化学领域一个极具吸引力的研究方向。将有机电合成与SO2反应相结合,为将环境负担转化为高附加值化学品提供了一条创新途径。本文主要介绍了在电化学条件下从SO2或SO2替代物制备的磺酸酯、磺胺类化合物和磺酰氟等高附加值化合物。系统总结了利用SO2作为核心合成单元构建有机电化学反应中C–S键的进展,区分了不同类型的反应,阐明了其背后的机理,并讨论了潜在的应用前景。

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-11-22

  • 在温和条件下,利用水对PBT/棉混纺纺织品进行简单的从织物到纤维的回收处理

    全球对纺织品需求的增加导致了纺织品废弃物的迅速增长,尤其是难以回收的聚合物混合物(如聚酯/棉混纺)所产生的废弃物,这给实现该行业的循环经济带来了重大挑战。例如,聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/棉纺织品混合物很难通过传统的化学或物理方法进行分离,这些方法通常涉及有毒溶剂、高能耗,或者只能产生低价值的产品。在这项研究中,我们提出了一种简单、更环保且具有潜在可扩展性的织物到纤维的回收方法,该方法仅使用水和空气,在常温常压条件下进行。该过程基于PBT和棉在水中的不同性质,通过两步操作(包括空气冲洗)实现了两种材料的有效分离。最终有超过94%的初始纤维被成功回收,

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-11-22

  • 在半结晶聚(烷基琥酸酯)中观察到的奇特奇偶效应,这种效应与重复单元链长的范围密切相关

    一系列新型的脂肪族聚琥珀酸酯是通过二甲基琥珀酸与多种线性二醇合成的,这些二醇的重复单元中的亚甲基链长(nCH2)范围从2到12不等。合成过程中采用了一种创新且可持续的大规模聚合方法,大大减少了溶剂的使用,并使用了低毒性的催化剂。这种方法首次实现了多种聚琥珀酸酯的制备,这一点通过核磁共振实验得到了证实。这些材料的结晶行为通过差示扫描量热法(包括非等温、等温、自成核(SN)以及连续自成核和退火实验)进行了系统分析;同时还结合了原位同步辐射傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、广角和小角X射线散射(WAXS/SAXS)以及偏振光光学显微镜(PLOM)进行了研究。在

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-11-22

  • 综述:基于木质素的非异氰酸酯聚氨酯:迈向可持续发展的聚氨酯材料

    聚氨酯(PU)是全球产量最大的聚合物之一,由于其多样的性能而在众多行业中得到广泛应用。然而,传统聚氨酯合成过程中使用有毒的异氰酸酯和石油基二元醇引发了严重的环境问题、健康风险以及回收挑战。为应对异氰酸酯的高毒性,人们开发了非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的替代方法。此外,人们也越来越重视使用可再生原材料来生产更环保的聚氨酯。值得注意的是,木质素作为第二大丰富的生物聚合物,因其硬度和丰富的可修饰功能而受到关注,这使得可以设计出具有定制化学和机械特性的生物基NIPU。本文全面概述了基于木质素的非异氰酸酯聚氨酯(LNIPU)的最新合成进展,特别关注了有毒异氰酸酯前

    来源:Green Chemistry

    时间:2025-11-22

  • 碱性三卤化物硫属元素纳米晶体:基于分子反应性的三元相选择性研究

    近年来,随着新能源技术的快速发展,碱金属材料在能量转换和存储领域的重要性日益凸显。从1807年碱金属的发现到如今在新型电池和太阳能电池中的应用,这些元素因其独特的物理化学性质,成为研究的热点。特别是锂和钠基的三元三价元素硫属化物(简称碱金属三元三价元素硫属化物)因其丰富的结构化学和优异的光电特性,展现出在多种应用中的潜力。这类材料不仅可用于电池阳极,还可能作为地球资源丰富、环境友好、生物相容的光电器件材料,甚至在非线性光学、水分解和CO₂光催化、中子探测器及相变存储材料中具有广泛应用前景。为了更有效地控制这些纳米晶体的合成,研究者们探索了多种策略,包括优化反应条件(如反应时间、温度)以及使用不

    来源:Journal of Materials Chemistry A

    时间:2025-11-22

  • 经过铁改性的CoCr层状双氢氧化物用于增强海水析氧反应

    在当今全球能源转型的背景下,氢气作为清洁能源载体的重要性日益凸显。氢气不仅具有高能量密度,而且燃烧后仅产生水,不排放温室气体,因此被视为实现碳中和目标的关键资源之一。然而,氢气的可持续生产依赖于其制备方法的环保性与资源可得性。目前,大多数氢气仍通过蒸汽甲烷重整和煤制气等化石燃料相关工艺生产,这些方法不仅效率低下,还伴随着大量二氧化碳的排放,加剧了全球气候变化。相比之下,水电解技术提供了一种零碳排放的绿色制氢路径,尤其适合与可再生能源结合使用。在水电解过程中,氧气的析出反应(OER)是关键的阳极反应,其动力学缓慢,通常需要高效的电催化剂来推动反应在工业级电流密度下进行。因此,开发低成本、高活性且

    来源:EES Catalysis

    时间:2025-11-22

  • 一种基于CoP4Mo6的化合物作为电化学传感器,用于高灵敏度检测六价铬(Cr(VI))

    本研究报道了基于{CoP4Mo6}化合物LLXY-110的合成及其作为高性能电催化剂用于检测超稀有六价铬(Cr(VI))的应用。得益于{P4Mo6}簇与钴金属中心的协同作用,LLXY-110在pH=2时表现出极高的灵敏度(228.0 μA μM-1)和极低的检测限(9.2 ppt),并且在广泛的pH范围内(pH=0–5)仍能保持稳定的性能。该传感器具备出色的选择性、稳定性和抗干扰能力。实际验证使用了含有六价铬的湖水,证实了该方法的高准确性和重复性,并强调了其在环境监测中的潜力。这项工作推动了基于多金属氧酸盐的电化学传感器在真实环境条件下检测有害污染物的发

    来源:Dalton Transactions

    时间:2025-11-22

  • 基于MOFs的荧光传感器在检测Fe3+、Cr2O72−和硝基苯方面的研究进展

    工业化的加速发展导致了人为活动和工业生产过程中产生铁离子(Fe3+)、重铬酸根离子(Cr2O72−)和硝基苯(NB),这些物质严重污染了环境并危害人体健康。金属有机框架(MOFs)由于其结构多样性、可设计性、高比表面积以及优异的荧光性能,在传感领域展现出广泛的应用潜力。本文综述了目前利用基于过渡金属、镧系元素和双金属的MOFs对铁离子(Fe3+)、重铬酸根离子(Cr2O72−)和硝基苯(NB)进行检测的研究进展。同时,还详细探讨了MOF传感器的工作原理、当前面临的挑战以及未来的发展方向。

    来源:Dalton Transactions

    时间:2025-11-22

  • Pr3+掺杂的Sr2MgSi2O7荧光粉的蓝光到紫外光的上转换特性

    能够将可见光转化为紫外线-C(UV-C)辐射的材料是一类重要的荧光体,因为UV-C具有很强的杀菌活性,被广泛用于消毒和杀菌。掺杂了Pr3+的宽能隙化合物能够吸收两个蓝光光子并发射一个UV-C光子,使其成为下一代紫外光源的有希望的候选材料。本文报道了掺杂了Pr3+离子的Sr2MgSi2O7荧光体,在444 nm处直接激发3P2态时,可以在紫外范围(235–300 nm)内表现出上转换发射现象。研究人员确定了最佳激活剂浓度,并明确了主要的上转换机制。与杀菌效果曲线之间的光谱重叠系数为0.65——几乎是标准Y2SiO5:Pr3+的两倍——这突显了这些硅酸盐在消

    来源:Dalton Transactions

    时间:2025-11-22

  • 电池研究中的协作与沟通工作流程及原则

    在电池科学领域,跨学科合作已成为推动技术进步和材料创新的重要途径。然而,由于不同研究领域在术语、方法和实验设计上的差异,这种合作往往面临诸多挑战。这些差异不仅影响了知识的共享效率,也限制了实验结果的可比性和可重复性。为了解决这些问题,研究者提出了一套系统化的数据管理与解读框架,旨在提升数据的可查找性、可访问性、可互操作性和可重用性,从而支持自动化分析和跨实验室协作。该研究以锂离子电池为研究对象,探讨了如何通过标准化和结构化的方法,将复杂的实验数据转化为可共享、可复现的研究成果。当前的电池研究涉及化学、物理、电化学以及材料科学等多个领域。例如,化学家负责材料的合成与配方,物理学家开发实验设备,实

    来源:Digital Discovery

    时间:2025-11-22


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