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核壳结构改善了Zintl离子(M@Sn94−)的三阶非线性光学响应
在材料科学领域,非线性光学(Nonlinear Optics, NLO)技术因其在光电子、光学开关、光学限制、超快光子学等领域的广泛应用而受到高度重视。近年来,随着激光技术的发展,非线性光学研究逐渐从传统的二阶非线性光学向三阶非线性光学拓展。三阶非线性光学材料因其独特的响应机制和更广泛的性能表现,成为当前材料研究的热点之一。然而,对于金属封装簇中三阶非线性光学性能的系统性研究仍显不足,尤其是在核心-壳层结构对性能提升的影响方面。本文旨在填补这一空白,通过理论计算与激发态分析,系统研究了核心-壳层结构对三阶非线性光学性能的影响,特别是在M@Sn₉⁴⁻系列化合物中的表现。M@Sn₉⁴⁻系列化合物是
来源:Materials Advances
时间:2025-10-24
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拓扑Weyl半金属家族RAlX(R = La, Ce, Nd;X = Si, Ge)的热电性质:第一性原理研究
Weyl半金属因其独特的拓扑性质,正成为研究非平凡输运特性的热点材料。这类材料在电子输运中展现出特殊的特性,如高载流子迁移率、拓扑表面态和奇异的物理现象,例如手性异常等。随着对Weyl半金属研究的深入,其在热电领域的应用潜力也逐渐被揭示。本文通过第一性原理计算,结合半经典玻尔兹曼输运理论,系统地研究了RAlX(R = La、Ce、Nd;X = Si、Ge)这一Weyl半金属家族的热电性能,为开发高性能热电材料提供了新的思路。### 热电材料的重要性与挑战当前社会对能源的需求日益增长,特别是在人工智能(AI)等技术迅速发展的背景下,服务器和数据中心等高能耗设备的运行产生了大量热量。热电材料能够将
来源:Journal of Materials Chemistry C
时间:2025-10-24
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用于溶液法制备全无机硒(Se)及Se1−xTex光伏材料的无肼前驱体
在当今对清洁能源需求日益增长的背景下,光伏技术(Photovoltaics, PVs)作为太阳能转换的关键手段,正经历着快速的发展。近年来,硒(Selenium, Se)因其独特的光电特性重新受到关注,尤其是在室内光伏和叠层光伏领域展现出巨大的潜力。Se作为最早的光伏材料之一,具有高吸收系数、良好的载流子迁移率、低毒性以及较低的加工温度等优点,使其成为替代传统硅基光伏材料的理想候选。此外,通过与碲(Tellurium, Te)的同构合金化,Se的带隙可以在0.3 eV到1.9 eV之间广泛调节,从而使其适用于多种光谱响应范围的应用场景,包括单结光伏、室内光伏以及近红外光电探测器等。然而,Se的
来源:Journal of Materials Chemistry A
时间:2025-10-24
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四嗪-反式-环辛烯配体的镧系化合物在生物医学成像中的应用
本研究聚焦于一种新型的双模分子探针的设计与构建,旨在实现更精准的靶向分子成像与治疗应用。该探针结合了镧系金属配合物与荧光分子,并通过一种称为“点击化学”的无催化剂反应实现两者的高效连接。具体而言,研究人员利用了四氮唑(tetrazine)修饰的DO3A大环螯合剂与一种带有TCO(trans-cyclooctene)基团的罗丹明(rhodamine)荧光探针,通过四氮唑-TCO的逆电子需求狄尔斯-阿尔德(IEDDA)反应构建了双模的探针复合物。这种反应机制具有快速、高效、无毒等优点,特别适用于生物医学中的应用。镧系元素在生物医学领域具有广泛的应用价值,尤其在成像和治疗方面。它们的同位素被用于多种
来源:Inorganic Chemistry Frontiers
时间:2025-10-24
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用于高能量密度钠离子电池的喷雾干燥硬碳-Sn复合材料
在当今对可持续能源技术的需求日益增长的背景下,电池技术的发展不仅关注于电化学性能,还必须考虑原材料的可持续性和可用性。锂离子电池(LIBs)虽然在能量密度方面表现出色,但由于锂资源的有限性及其价格波动,寻找替代材料和技术成为研究的重点。钠离子电池(SIBs)因其钠资源的丰富性、成本低廉和环境友好性,被认为是LIBs的潜在替代品。然而,SIBs在能量密度方面仍然面临挑战,这主要归因于其负极材料——硬碳(HC)的低密度和有限的容量表现。因此,科学家们正在探索如何通过改进负极材料的结构和性能,来提高SIBs的总体能量密度。硬碳作为SIBs中最常用的负极材料,具有较高的比容量,但由于其较低的密度,导致
来源:EES Batteries
时间:2025-10-24
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羊驼能理解元素周期表吗?
大型语言模型(LLMs)在合成科学知识方面展现出了令人瞩目的能力,但它们在基础算术任务上的表现却引发了对其可靠性的质疑。这种能力与局限性之间的对比,揭示了LLMs如何通过学习文本中的模式来理解世界。随着材料科学领域越来越多地使用LLMs,理解这些模型如何编码和处理专业领域的知识变得尤为重要。本文通过研究开源LLM系列——Llama模型——如何表示元素周期表中的元素,探索了LLMs在科学知识表示中的深层结构和潜在机制。研究发现,LLMs的隐藏状态中存在一种三维螺旋结构,这种结构与元素周期表的概念组织相一致。这表明LLMs不仅能够从文本中学习知识,还可能在某种程度上反映科学概念的几何组织方式。进一
来源:Digital Discovery
时间:2025-10-24
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使用二维二碲化钼对4-硝基苯酚进行催化还原
将4-硝基苯酚还原为4-氨基苯酚是一项在化学和制药工业中至关重要的反应,因为4-氨基苯酚是合成多种化合物,如药物、染料和有机化学品的关键中间体。这种反应通常通过催化氢化或化学还原方法实现,而催化还原因其操作简便、安全性高以及成本效益好而成为首选方式。与催化氢化相比,催化还原不需要高压环境,也避免了使用易燃的氢气,而是采用较为温和的还原剂,如硼氢化钠(NaBH₄)。此外,催化还原通常具有更高的选择性和产率,能减少副产物的生成,从而提升整体反应效率。更重要的是,它在多种官能团的存在下表现出良好的兼容性,使其在复杂的合成反应中更具应用价值。在催化反应中,金属纳米颗粒,尤其是贵金属如金(Au)、钯(P
来源:Dalton Transactions
时间:2025-10-24
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DOTA与二价锌、镉和汞形成的复合物:X射线和固态核磁共振研究及溶液异构性
DOTA,即1,4,7,10-四氮杂十二烷,是一种在配位化学领域中被广泛认为是“原型螯合剂”的大环配体。它的大环腔室能够适应多种金属离子的尺寸和配位需求,这使得DOTA在医学应用中具有广泛的适用性。然而,与三价金属离子(如镧系元素)形成的配合物相比,DOTA与二价金属离子(如Zn²⁺、Cd²⁺和Hg²⁺)形成的配合物研究相对较少。本研究聚焦于DOTA与这三种化学性质相似但离子半径不同、具有不同配位数(CN)的二价金属离子的配合物,以探讨其配位行为的尺寸依赖性,并进一步揭示其在结构和动态特性方面的表现。此外,研究还评估了固体态核磁共振(ss-NMR)在研究此类分子配合物结构中的潜力。在固体态结构
来源:Dalton Transactions
时间:2025-10-24
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基于电化学阻抗谱和松弛时间分布的低温锂镀层阻抗特性研究
锂离子电池(LIBs)中的锂沉积过程可能存在容量下降和内部短路的风险。本研究通过结合电化学阻抗谱(EIS)和松弛时间分布(DRT)方法,探讨了低温条件下锂沉积的阻抗特性。结果表明,与欧姆阻抗和SEI膜阻抗相比,初始锂沉积过程中的电荷转移阻抗增长最快;DRT谱分析显示阴极的电荷转移阻抗是主要增大的因素。随着锂沉积的持续进行,欧姆阻抗(R0)、SEI膜阻抗(Rsei)和电荷转移阻抗(Rct)均呈加速增长趋势。这可能是由于锂沉积与电化学反应动力学下降之间的相互促进作用导致的阻抗变化。同时,Rct的变化趋势出现了反转:阳极的电荷转移阻抗增长速度比阴极更快,成为主要的变化因素。此外,较高的充电速率会加速
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-24
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流化床燃烧与气化过程中的聚集现象——不同Si/K比值及炭反应性对生物质类型的影响
在实验室规模的流化床反应器中,以沙子作为床料,研究了两批小麦秸秆(WS,分别命名为WS-1和WS-2)和葵花壳(SFH)在燃烧和气化过程中的聚集倾向。小麦秸秆和葵花壳在硅与钾的摩尔比(Si/K)上存在显著差异,这可能导致它们之间的聚集机制不同。尽管当量比(ER)和蒸汽添加对这两种生物质气化过程中的聚集倾向的影响表现出相似的趋势,但其聚集机制并不相同:还原气氛和蒸汽的存在增强了WS的聚集作用,这可能是由于灰分烧结温度降低所致;而SFH在还原气氛和蒸汽存在下的聚集倾向增强,则似乎归因于SFH灰分与床料之间相互作用的增强。热重分析实验表明,SFH的炭反应性最高,其次是WS-2,最后是WS-1。炭反应
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-24
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含水沉积物的气体置换力学行为调控机制及边坡稳定性分析
深水浅层气资源面临诸如缺乏致密盖层和胶结作用较弱等挑战,这些因素导致地层的压力安全窗口较窄,长期稳定性较差。因此,开发基于二氧化碳(CO2)的气体置换策略对于确保油气开采过程中的地层稳定性至关重要。二氧化碳置换能够同时促进地质储存和水合物的开发,增强边坡稳定性并保持地层的胶结作用。在这项研究中,对不同置换比例、饱和度水平和有效围压条件下的沉积物进行了系列三轴剪切试验,基于所得的力学特性模拟了边坡稳定性。研究结果如下:(1) 气体置换过程提高了沉积物的抗破坏强度和刚度。强度研究表明,内摩擦角仅受沙粒组成的影响,而凝聚力与饱和度呈指数关系,与置换比例呈线性关系。(2) 从应变特性来看,在临界状态模
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-24
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一种钆钼酸盐复合材料的开发与表征:用于通过质子交换膜水电解器增强氢气生成性能
气候变化和化石燃料的枯竭是推动氢能研究的主要因素。氢燃料能够减少二氧化碳排放,作为一种清洁能源为汽车、公交车和卡车提供动力,并在众多行业中得到应用。通过质子交换膜水电解(PEMWE)技术生成氢气仍然是满足全球能源需求的有效途径。本研究采用共沉淀法制备了Gd2MoO6和Gd2MoO6@CS电催化剂用于氢气生产。X射线衍射分析表明,Gd2MoO6具有单斜晶结构,其平均晶粒尺寸分别为54.43纳米和43.53纳米(Gd2MoO6@CS复合体系)。Gd2MoO6与碳复合材料的拉曼光谱显示其ID/IG比为0.84。傅里叶变换红外(FTIR)光谱揭示了Gd2MoO6及Gd2MoO6@CS纳米复合材料中存在
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-24
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NiHCF/S掺杂g-C3N4的共沉淀合成及其在双功能电化学研究中的应用
金属六氰铁酸盐(MHCFs)是一种普鲁士蓝类似物(PBA)纳米多孔框架材料。它们被视为一种具有良好分布活性金属位点的新兴非贵金属催化剂,并为高性能电催化剂的开发提供了基础。为了实现可持续能源转换过程中所需的双功能电化学水分解反应,开发出高效且稳定的催化剂至关重要。先前的研究表明,纯MHCF中惰性活性位点的密度较低以及导电性较差是阻碍其商业化生产的主要因素。基于以往的研究,通过共沉淀技术制备了NiHCF/S掺杂的g-C3N4,该材料在氧还原(OER)和氢演化(HER)反应中表现出优异的催化性能。电化学测试结果显示,NiHCF/S掺杂的g-C3N4在10 mA/cm2电流密度下的OER和HER电位
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-24
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一种用于提高薄层重油回收率的CO2-粘度降低协同策略:二维可视化与CO2储存研究
垂直-水平井蒸汽辅助重力排水(VH-SAGD)技术在重油开采中展现出巨大潜力,但存在高排放和低开发效率的问题。因此,本研究首次将二氧化碳(CO2)和降粘剂引入VH-SAGD工艺中,以提高石油回收率并减少碳排放。研究人员使用了一种高温高压的二维可视化装置,进行了一系列CO2与降粘剂辅助的VH-SAGD实验,从多个方面探讨了这两种物质在其中的增强作用机制。更重要的是,该研究创新性地揭示了这种复合系统与VH-SAGD技术结合在二氧化碳储存方面的优势。实验结果表明,CO2和降粘剂显著提升了VH-SAGD的开采效果;然而,仅依靠CO2或降粘剂单独作用时,无法完全发挥VH-SAGD的技术优势。其石油回收率
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-24
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导电网络实现均匀的锂沉积,并减少了锂的浪费
锂金属电池(LMBs)在商业化过程中面临诸多挑战,主要源于安全风险以及不良的电化学性能,这些问题的根源在于锂枝晶在充放电循环过程中的不受控制生长。为降低电流密度并在铜箔表面引入亲锂的氮元素,研究人员通过将铜箔依次浸入TCNQ(7,7,8,8-四氰喹诺二甲烷)溶液中,再经过煅烧处理,原位制备出了一种富含氮元素的碳网络结构。这种经过氮掺杂处理的铜箔(Cu-SC)具有高度分支且相互交织的导电网络,具有较大的比表面积。该结构中的氮元素有助于锂的均匀沉积,从而形成致密且兼容的铜锂界面,有效抑制了锂枝晶的形成和锂的过度积累。此外,其分支结构能够适应锂沉积过程中的体积变化,同时在整个循环过程中保持结构的完整
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-24
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利用超临界二氧化碳(CO2)和水作为改性剂,从油页岩中绿色提取石油
超临界二氧化碳(SC-CO2)提取是一种有前景的替代传统热解的方法,可用于从页岩中回收石油,因为它具有温和的临界性质和环境优势。在本研究中,使用含有10体积% H2O的超临界二氧化碳(SC-CO2500°C下通过费希尔热解法获得的产量相当。气相色谱-质谱(GC–MS)和1H核磁共振(1H NMR)分析显示,较高的温度促进了轻质馏分的生成,并增加了含氧和含硫化合物的含量。这些结果表明,经过水改性的SC-CO2能够在显著较低的温度下实现高效的石油回收,与传统热处理方法相比,提供了一种更环保、更节能的提取途径。
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-24
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源自氢氧化物的自支撑双金属镍-钴硒化物异质结构,用于碱性电催化氧气演化
自支撑的非贵金属硒化物电催化剂在氧释放反应中展现出显著潜力,这得益于其稳定的空间结构以及广阔的电化学界面。然而,金属硒化物(尤其是异质结构)的设计与制备仍面临诸多挑战。在本研究中,通过使用氢氧化物前驱体,成功制备出了自支撑的Ni–Co硒化物异质结构。系统地考察了该复合材料的电催化性能,重点研究了硒化温度和Ni/Co摩尔比对其性能的影响。正如预期的那样,这种最佳组成的复合材料在碱性环境中表现出优异的电催化性能,在50 mA cm–2的电流密度下仅需要291 mV的过电位,超过了众多先前报道的基于Co和Ni的电催化剂。此外,该电催化剂还表现出极佳的循环稳定性,在稳定性测试后仍能保持其结构和成分的完
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-24
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氮掺杂TiO2基自支撑电极的制备及其电催化性能
探索具有高活性、高稳定性和低铱负载量的电催化剂对于质子交换膜水电解(PEMWE)的大规模应用至关重要。在本研究中,设计了一种自支撑电极,该电极由N掺杂的TiO2纳米管阵列层(N-TNTAs)组成,这些纳米管阵列层覆盖在钛网(Ti mesh)上,随后在N-TNTAs上负载IrO2,以促进氧演化反应(OER)的动力学和稳定性。IrO2/N-TNTAs表现出优异的催化稳定性和最高的质量比活性(431.2 A g–1 IrO2)。进一步分析表明,N-TNTAs在钛基底上的沉积为IrO2催化剂的电化学沉积提供了丰富的活性位点。此外,N掺杂对电子结构的调节以及水合IrO2中高比例的Ir3+物种显著提升了O
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-24
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在阴离子交换膜水电解器中,经过氧化铈改性的镧锰氧化物钙钛矿催化剂表现出更强的氧进化反应活性
在当前能源转型的背景下,寻找经济可行且环境友好的催化剂已成为推动绿色氢生产的关键方向。氧气析出反应(OER)是电解水制氢过程中重要的半反应之一,其效率直接决定了整个系统的性能。由于OER通常涉及四电子转移过程,反应动力学较慢,因此传统上需要使用昂贵的铱氧化物(IrO₂)或钌氧化物(RuO₂)作为催化剂。然而,这些贵金属材料的稀缺性限制了其在大规模水电解器中的应用。因此,开发基于非贵金属的高效OER催化剂成为研究的重点。本研究探讨了一种通过将不同比例的二氧化铈(CeO₂)引入钙钛矿结构的氧化镧锰氧化物(LaMnO₃)中,以提升其OER活性的策略。通过溶胶-凝胶法合成样品,并在900°C的空气中进
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-24
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综述:关于纳米颗粒作为增强型石油回收中减少表面活性剂滞留作用的缓解剂的观点综述
在当前全球能源需求持续增长的背景下,石油开采技术的创新与优化成为提升油田效益的重要手段。传统方法仅能回收约35%的原始油量(OOIP),剩余约65%的原油仍被困在岩层孔隙中,难以通过常规手段回收。这促使研究人员不断探索新的技术,以提高油藏的开发效率和经济性。其中,纳米技术作为一种新兴手段,展现出显著的潜力,特别是在改善化学驱油(EOR)效果方面,其独特的物理化学性质和多功能性使其成为研究的热点。### 纳米技术在EOR中的应用前景纳米材料通常指至少一个维度处于纳米尺度(1-100纳米)的材料,它们表现出与传统材料截然不同的特性。这种尺寸效应使得纳米材料具有较高的比表面积,从而增强了其与周围介质
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-24