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  • 沸石骨架结构中镁元素诱导的氢溢出效应在非贵金属Co/Mg-Beta催化剂中的应用,显著提升了5-羟甲基呋喃的高效加氢脱氧转化效率

    在可持续化学和生物能源领域,将生物质衍生的5-羟甲基糠醛(HMF)转化为2,5-二甲基呋喃(DMF)具有重要的工业价值。DMF作为关键中间体,可进一步生产聚酯、医药和燃料添加剂,但其选择性氢解工艺长期面临催化剂成本高、反应条件苛刻等瓶颈。针对这一问题,研究团队通过创新性材料设计,开发出一种高效稳定的钴镁Beta沸石催化剂(Co/Mg-Beta),为生物质转化提供了新思路。研究首先聚焦于生物质转化路径的优化需求。HMF分子同时含有醛基、羟基和碳碳双键,其选择性氢解涉及多步竞争反应。传统方法依赖贵金属催化剂(如Ru、Pd)在高温高压下实现目标产物的高选择性,但高昂的成本和苛刻的操作条件制约了工业化

    来源:Journal of Catalysis

    时间:2025-12-13

  • 基于ZIF-67结构的空心碳材料,其中嵌入了钴(Co)纳米颗粒,可实现HMF(羟甲基呋喃)的高选择性氢化反应,生成2,5-二羟基甲基呋喃

    贾向宇|李晓明|李世英|袁凯|高晓青|朱善辉|董梅|范伟斌中国科学院煤炭化学研究所煤炭转化国家重点实验室,中国山西省太原市165邮政信箱,030001摘要嵌入氮掺杂碳(M/NC)材料因其过渡金属提供的催化活性中心而受到广泛关注。本研究中的ZIF-67衍生的Co/NC中空结构催化剂(Co/NHC-4)在生物质基5-羟甲基呋喃(HMF)氢化为有价值的2,5-二羟甲基呋喃(DHMF)的过程中表现出优异的性能。在60°C和2 MPa H2的温和条件下,HMF的转化率接近100%,DHMF的选择性超过99%。通过结合先进的表征技术,如TEM、XPS、XAFS、拉曼光谱、蒸汽吸附曲线、H2-TPD和原位F

    来源:Journal of Catalysis

    时间:2025-12-13

  • 通过银配合物介导的羟基自由基抑制作用,在耐酸的Fe₂O₃(Sn)/WO₃ Z型光阳极上实现高效的氯气释放

    该研究聚焦于开发高效稳定的氯气析出(Cl₂ER)光阳极材料,以解决太阳能驱动氯气制备中的两大核心挑战:法拉第效率(FE)的不足与光阳极在强酸性电解质中的稳定性问题。研究团队通过构建铁氧化物与钨氧化物的异质结结构,并引入微量银离子(Ag⁺)作为协同催化剂,实现了Cl₂ER FE从60%提升至96%,同时使光阳极在1.5伏电压下持续稳定工作超过500小时。研究首先基于光电化学机理分析,指出传统氯气析出反应存在两大竞争路径:其一是氧析出反应(OER)的副反应,其二是水氧化生成羟基自由基(·OH)等中间体。这导致实际应用中法拉第效率难以突破60%的阈值。同时,高浓度盐酸环境(0.5 M NaCl)对光

    来源:Journal of Catalysis

    时间:2025-12-13

  • 缺陷重构的碳氮化物纳米片用于无需牺牲剂的H₂O₂光合作用,并结合生物质衍生的多元醇进行增值利用

    该研究围绕氢过氧化物光合合成与生物质高值化转化的协同催化体系展开创新性探索,重点突破传统工艺依赖牺牲剂和能源效率低的瓶颈问题。研究团队通过微波工程策略重构碳氮化物材料,成功开发出具有分级孔结构、可控缺陷密度和增强π共轭的微波诱导缺陷重构型非晶碳氮化物纳米片(MACN)。这种新型催化剂不仅实现了2.2 mM的高效过氧化氢生成,更展现出卓越的生物质衍生物选择性氧化能力,为可持续化学制造开辟了新路径。研究背景与核心挑战当前工业制氢过氧化物(H2O2)主要依赖 anthraquinone 氧化工艺,该过程存在三大缺陷:1)反应体系需持续添加异丙醇等牺牲剂以驱动水氧化反应;2)传统工艺产生大量废水污染物

    来源:Journal of Catalysis

    时间:2025-12-13

  • Pd-LaOHCO₃协同催化作用:将生物质衍生的呋喃醛通过加氢重排转化为环戊酮

    本研究聚焦于生物质资源的高效转化技术,特别是通过催化氢解将糠醛(FFL)转化为环戊酮(CPO)这一具有工业应用价值的路径。研究团队创新性地采用镧基羟基碳酸盐(LaOHCO3)作为载体材料,通过金属-载体协同作用实现了CPO的高选择性生产。该成果为解决传统化石燃料依赖、降低工业生产碳排放提供了新思路。在催化剂设计方面,研究者通过表面修饰技术构建了独特的金属-载体界面结构。载体LaOHCO3同时含有羟基(-OH)和碳酸盐(CO3^2-)官能团,这种双功能酸性位点与负载的Pd金属活性中心形成协同催化体系。实验表明,当Pd负载量为2%时,催化剂在160℃、30 bar H2条件下展现出94.5%的CP

    来源:Journal of Catalysis

    时间:2025-12-13

  • 在没有地层划分的情况下进行地质考古学研究:以黎凡特南部一个铁器时代城市遗址为例的大规模采样分析

    本研究以以色列舍斐拉地区 Tell Burna 遗址为对象,通过整合便携式X射线荧光(pXRF)、便携式光释光(pOSL)及有机残留分析(ORA)技术,系统揭示了该遗址铁器时代层积中的人工活动痕迹与自然沉积过程的交互作用。研究聚焦于遗址核心区域Area G,通过垂直剖面L17和水平采样点(如M17、P18等)的多维度分析,构建了高分辨率的地层解析框架,为Tell Burna的晚期青铜时代至铁器时代II期(约公元前10世纪至公元前7世纪)的层积特征提供了创新性解读。### 研究背景与核心问题Tell Burna作为多期次人类聚落遗址,其层积序列面临典型考古遗址的三大挑战:1)泥质建筑材料的化学风

    来源:Geoarchaeology

    时间:2025-12-13

  • 可持续的农业管理实践能够降低土壤盐分含量,使其低于耕作前的水平

    ### 土壤退化综合评估框架在盐渍化-碱化土壤管理中的应用研究#### 研究背景与意义土壤盐渍化和碱化是干旱半干旱地区可持续农业发展的主要限制因素。尽管已有多种修复措施的研究,但缺乏整合框架来量化土壤退化程度,导致难以将实验室研究成果转化为可操作的管理工具。本研究聚焦伊朗西北部乌尔米亚地区,通过评估灌溉和耕作对钙质盐碱土的影响,构建了综合土壤退化指数(CSDI),为盐碱土治理提供了系统化方法。#### 研究区域与方法研究区域位于乌尔米亚城东部,属于半干旱气候,年均降水约300毫米,气温14℃。选择耕作区(CSSS)与邻近未耕作区(USSS)作为对比,采集96个土壤样本(耕作区48个,未耕作区4

    来源:Vadose Zone Journa

    时间:2025-12-13

  • 结合冬季种植意大利黑麦草的深耕措施可以在不增加硝酸盐淋失的情况下减少氧化亚氮的排放:来自渗滤仪试验和田间试验的证据

    本文通过实验室与实地试验相结合的方式,系统研究了深耕(subsoiling)对意大利黑麦草牧草地土壤氮循环的影响,重点关注氮氧化物(N₂O)排放和硝酸盐(NO₃⁻–N)淋失的交互作用。研究采用四处理对照设计(非深耕NS、深耕SS、非深耕+尿液NSU、深耕+尿液SSU),发现深耕通过改善土壤大孔隙结构抑制反硝化作用,从而降低N₂O排放达20.3%,同时未显著增加硝酸盐淋失,为规模化应用提供了理论依据。### 一、研究背景与科学问题土壤紧实化是农业面源污染的重要诱因。在放牧系统中,动物践踏和灌溉导致表层土壤结构破坏,形成厌氧微环境,促进反硝化作用释放N₂O(全球变暖潜能值达CO₂的273倍)。尽管

    来源:Soil Use and Management

    时间:2025-12-13

  • D-最优设计用于ε-己内酯的酶促开环聚合:迈向使用生物基溶剂的可持续聚酯合成

    本文系统研究了酶促开环聚合(eROP)制备聚ε-己内酯(PCL)的关键参数及其交互作用,提出了基于实验设计的优化方法,并验证了生物基溶剂的可行性。研究聚焦于ε-CL的酶催化聚合,采用D-最优设计方法对温度、酶负载、反应时间、单体浓度及溶剂种类进行多因素协同优化,旨在为可持续的聚合物合成提供新策略。### 1. 研究背景与意义传统PCL合成依赖石油基溶剂和金属催化剂,存在环境负担重、残留毒性等问题。酶催化聚合(eROP)因具有温和反应条件、高化学选择性及生物可降解性备受关注,但实际应用中存在多变量耦合调控困难。文献显示,溶剂极性(logP值)、温度、酶浓度等因素对聚合结果影响显著,但现有研究多采

    来源:Journal of Polymer Science

    时间:2025-12-13

  • 欧洲山毛榉(Fagus sylvatica L.)林分采伐后的土壤恢复:5年的时间间隔是否足够?

    摘要 本研究评估了在地中海山毛榉(Fagus sylvatica40年前,CON)。从伐木路径(DIST)和相邻的未受干扰区域(UND)采集土壤样本,以测定土壤容重、抗穿刺力、抗剪切强度、有机质含量以及微小节肢动物生物多样性的QBS-ar指数。采伐机械显著压实了DIST_NEW区域的土壤,使其容重比UND_NEW区域增加了19%;抗穿刺力增加了两倍(CON区域为0.09 MPa,DIST_NEW区域为0.26 MPa),抗剪切强度从1.96吨/平方米上升至7.18吨/平方米。与CON区域相比,QBS-ar指数下降了50%,表明生物

    来源:Journal of Geophysical Research: Biogeosciences

    时间:2025-12-13

  • 干旱条件下C3多年生草本植物的叶片水分吸收

    本文针对C3型多年生草本植物叶片水分直接吸收能力(Foliar Water Uptake, FWU)及其在干旱条件下的作用机制展开研究。研究通过温室实验和稳定同位素分析,揭示了以下关键发现:一、研究背景与科学问题当前地球系统模型普遍假设植物水分获取仅依赖土壤渗透,却忽视了雾、露等非降水水源的贡献。尽管已有研究证实超过90%的植物物种存在叶片吸水现象(Dawson & Goldsmith, 2018),但C3型草本植物(占地球非冰川地表40%的草地生态系统主体)的FWU能力尚未明确。特别在干旱条件下,FWU是否能有效缓解水分胁迫存在争议,传统理论认为干旱加剧会提升FWU的重要性。二、实验设计与实

    来源:Journal of Geophysical Research: Biogeosciences

    时间:2025-12-13

  • 比较不同的捕捞策略,以增强对捕捞量波动和不确定性的适应能力:通过管理策略评估对阿拉斯加黑鳕鱼的影响

    本文针对阿拉斯加鲱鱼(sablefish)种群动态及管理策略的评估展开研究,旨在通过管理策略评估框架(MSE)探讨气候变化背景下渔业管理的适应性。研究结合生态模型与渔业实践,提出兼顾生物可持续性与经济稳定性的管理优化路径。### 研究背景与核心问题阿拉斯加鲱鱼作为典型具有间歇性补充特征的海洋鱼类,其种群动态高度依赖环境变化。近年来该物种经历了从补充低谷到爆发性增长的重大波动,2014年后连续多年出现超常规补充事件,导致种群生物量激增(325%上升推荐生物可捕量ABC),但市场价格因供应过剩大幅下跌。这一矛盾凸显了传统管理策略在应对极端环境波动时的局限性。### 方法论创新研究采用改进的MSE框

    来源:Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences

    时间:2025-12-13

  • 微滴中可见光对弱吸收有机物的光化学转化

    本文聚焦于微滴中弱光吸收有机物的光化学反应机制研究,通过光学捕获和拉曼光谱技术,系统揭示了微滴环境对光化学反应的显著促进作用。研究选取了6种生物相关有机物(包括3种氨基酸和3种核苷类物质),在超高浓度(5-12M)下观察到可见光(473nm和532nm)驱动的一系列光化学反应。实验发现,所有测试有机物在微滴中都表现出与体积相关的光化学反应动力学特征,其反应加速效应与微滴半径平方成正比,这表明光化学反应主要发生在微滴的体积内部而非表面。在实验方法上,研究团队创新性地结合了光学捕获与拉曼光谱技术。通过控制环境湿度(60-72%)和激光功率(500mW),成功维持微滴的稳定存在状态。利用形态依赖共振

    来源:Physical Chemistry Chemical Physics

    时间:2025-12-13

  • 在铂的阴极腐蚀过程中,pH值、电位和阳离子浓度的影响机制解析

    铂电极阴极腐蚀的机制与电解质参数关联性研究1. 研究背景与科学问题阴极腐蚀作为电化学系统稳定性的重要威胁,在金属电极中普遍存在。铂作为典型的惰性电极材料,其表面在还原电位下却表现出显著的腐蚀行为,这与传统认知形成鲜明对比。研究团队聚焦三个核心问题:(1)不同电解质体系下腐蚀起始电位是否存在普适性?(2)表面粗糙化与宏观腐蚀之间的关系如何界定?(3)溶液pH与阳离子浓度如何协同影响腐蚀过程?2. 实验方法与系统设计研究采用单晶铂微球电极,通过交替进行恒电流腐蚀(CP)和循环伏安(CV)表征的双模式实验设计。腐蚀阶段采用 chronopotentiometry 技术施加-3mA至-10mA的恒定电

    来源:Physical Chemistry Chemical Physics

    时间:2025-12-13

  • 卤素键合与冠醚官能化的Ni(II)-salen受体的合成:用于阳离子、阴离子及离子对的识别

    该研究聚焦于超分子主-宾化学在过渡金属催化体系中的应用创新,通过设计功能化镍(II)卟啉鎓络合物,实现了对阴离子及离子对的精准识别与稳定。研究团队首先通过铜催化点击化学(CuAAC)策略,在不含氮配体的中性卟啉鎓框架上成功引入卤素键供体基团,构建出具有卤素配位能力的双功能配体体系。这种设计突破了传统阴离子配位需要引入带电基团(如铵盐)的局限,通过中性卤素键供体(碘代三唑)实现高选择性的阴离子结合,同时保持金属中心的催化活性。在合成策略上,研究团队开发了两种创新性合成路线:针对阴离子配位模块,采用对羟基苯甲醛衍生物与碘代炔烃的CuAAC偶联反应,生成含双碘代三唑配体的前驱体,再经Schiff碱缩

    来源:New Journal of Chemistry

    时间:2025-12-13

  • 用于区分识别有毒染发成分的激发态聚集诱导发光(AIE)材料:迈向功能性器件应用

    本文报道了一种新型荧光探针分子DHNB的合成及其在检测头发染料成分PPD(对苯二胺)和BWB(Bandrowski's Base,PPD的氧化三聚体)中的应用。研究团队通过设计含硝基苯酚基团的联苯胺衍生物,利用分子内氢键与溶剂环境调控实现探针的荧光行为可逆性,并首次建立了针对BWB的荧光检测体系。### 关键科学发现1. **分子设计原理** DHNB的分子结构包含两个核心单元:作为荧光载体的联苯胺基团和具有强吸电子效应的硝基苯酚基团。通过单晶X射线衍射证实,分子内部存在稳定的分子内氢键(O16—N5),同时在外部形成链状分子间氢键(N—H⋯O),这种独特的双氢键网络结构赋予分子自组装

    来源:Journal of Materials Chemistry C

    时间:2025-12-13

  • 低温绿色合成红色发光的无铅CsMnBr3钙钛矿薄膜

    金属卤化物钙钛矿(APbX₃)因其优异的光电性能,近年来在发光二极管(LED)、液晶显示器(LCD)等显示技术中展现出巨大潜力。然而,传统铅基钙钛矿(如CsPbX₃)因铅毒性及复杂合成工艺,限制了其规模化应用。本研究提出了一种绿色、低成本的水介导合成方法,成功制备出红色发光的铅替代材料CsMnBr₃薄膜,为开发环保型显示技术提供了新思路。### 研究背景与意义170℃)、有机溶剂(如ODE)及惰性环境,难以满足工业化需求。### 创新性合成方法研究团队首次通过水介导合成途径,在室温(约50℃)下直接制备出CsMnBr₃薄膜。该方法的核心优势在于:1. **环保性**:完全以水为溶剂,避免使用有

    来源:Materials Advances

    时间:2025-12-13

  • 碳化物对HVOF喷涂复合涂层在300°C下的磨损机制的影响

    本研究聚焦于通过高速氧燃料(HVOF)喷涂制备的Stellite 6基复合涂层中添加WC-Ni和Cr₃C₂₂两种硬质相的协同效应,系统分析了其在室温及300℃高温条件下的磨损机制与性能差异。研究揭示了双相硬质相复合涂层的界面相互作用规律,为极端工况下耐磨涂层的设计提供了理论依据。### 研究背景与意义随着工业设备向高温化、重载化方向发展,传统单一硬质相涂层面临高温氧化与粘着磨损的挑战。Stellite 6作为钴基合金,其固有的M₇C₃碳化物相结构在HVOF喷涂过程中易出现热分解。本研究创新性地引入WC-Ni与Cr₃C₂₂双相硬质相,通过HVOF工艺实现纳米级均匀分布,旨在突破传统单相涂层的性能

    来源:Materials Advances

    时间:2025-12-13

  • 经过严格筛选的、可持续合成的金属有机框架材料,用于储存氢气和二氧化碳

    该研究系统探讨了四种金属有机框架材料(MOFs)——Al-MIL-53-NH2、Fe-MIL-100、Zr-BDC及其氨基修饰型Zr-BDC-NH2的合成工艺与气体存储性能。研究团队通过创新性的室温水相合成法突破了传统MOF制备需要高温高压和有毒溶剂的限制,成功实现了工业友好的规模化生产条件。在结构表征方面,采用X射线衍射(PXRD)、红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)等多维度表征手段,证实了所有MOFs的晶体结构完整性。值得注意的是,Fe-MIL-100在合成过程中形成了具有显著各向异性特征的八面体晶体,其BET比表面积达到2013 m²/g,这一性能指标在所有测试材料中最为突出。在气

    来源:Materials Advances

    时间:2025-12-13

  • 探究在基于烷氧基菲的A–π–D–π–A与D–π–A结构中,受体强度对电阻式WORM存储器件性能的影响

    在有机非挥发性电阻存储器(WORM)技术的发展中,分子架构的优化是提升性能的关键。本研究通过系统性的分子设计,首次对比了A–π–D–π–A与D–π–A两种架构对存储器性能的影响,揭示了分子结构-电子特性-器件行为的内在关联。**分子设计与合成策略** 研究团队以9,10-苯并蒽二酮为前驱体,通过碘代、还原和烷基化等步骤,构建了以取代苯并蒽为供体核心、乙炔为连接体、端基取代为受体的分子体系。特别创新性地在D–π–A架构基础上,新增一个受主单元形成对称的A–π–D–π–A四元体系。这种设计突破了传统单受主结构的局限,通过双受主单元增强电子相互作用,并引入烷氧基取代基提升分子平面性和溶液稳定性。*

    来源:Materials Advances

    时间:2025-12-13


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