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有机混合离子-电子导体(OMIEC)与水相互作用的重要性:一种视角
有机混合离子-电子导体(OMIECs)是一类新兴材料,具有推动下一代生物电子和能源技术发展的潜力。除了出色的电容、跨导率和传输速度外,OMIECs还具有灵活性、易于加工的优点,并且由地球上丰富的元素组成。尽管在开发方面取得了快速进展,但仍有一个关键问题尚未解决:OMIECs如何与水相互作用?这种相互作用又如何影响它们的功能?从这一角度出发,我们探讨了水在决定OMIECs结构、电荷传输性质和电化学性能方面所起的关键且复杂的作用。我们讨论了水的存在如何影响材料的膨胀、离子溶剂化、介电性质以及氧化还原行为,这些影响往往与传统的高活性聚合物设计规则不同。我们概述了用于解析这些相互作用的新兴实验和计算工
来源:Journal of the American Chemical Society
时间:2025-10-29
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通过组分工程和NH3诱导的相变制备宽带温控可调白光发射Cs2NaxAg1–xInCl6:Bi钙钛矿纳米晶体
白光发光源因其高效率、出色的可调性和与自然光相当的光学品质而受到广泛关注。其中,具有高稳定性和可调性的白光发光材料对于实际照明应用至关重要。本文通过两种不同的方法实现了从暖白光到冷白光的广泛调节:组分工程和NH3诱导的相变。合成了一系列无铅钙钛矿Cs2NaxAg1–xInCl6:Bi (x = 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0)纳米晶体(NCs)。随着Na/Ag比例的增加,相关色温(CCT)从暖白光的3199 K升高到冷白光的9636 K。此外,Cs2AgInCl6:Bi NCs对NH3表现出特定的响应:在富含氨的环境中,这些纳米晶体从发出暖白光转变为发出冷白光;而当暴露于
来源:Inorganic Chemistry
时间:2025-10-29
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调控Pt–Pd金属笼气凝胶中的d-Band中心,以增强电化学乙醇重整制氢的性能
乙醇氧化反应(EOR)是电化学氢生产电池中替代缓慢的氧释放反应(OER)的一个有吸引力的选择。然而,开发高性能的双功能电催化剂以同时实现乙醇氧化和氢释放反应(HER)仍然是一个重大挑战。在本研究中,通过将铂(Pt)引入钯金属烯基气凝胶(Pd12Pt MAs)中,构建了双金属活性位点,从而调节了Pd MAs的d带中心,显著提升了HER和EOR的活性和稳定性。具体而言,Pd12Pt MAs还可用于耦合HER/EOR反应,避免了OER过程中的高过电位问题,仅需0.95 V即可达到10 mA·cm–2的电流密度,而水分解则需要2.08 V。密度泛函理论计算表明,铂的引入改变了Pd MAs的d带中心,并
来源:Inorganic Chemistry
时间:2025-10-29
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解码MIL-100(Fe)在短距离和长距离尺度上的水分收集机制
金属-有机框架(Metal–Organic Frameworks, MOFs)作为一种具有独特性质的多孔材料,在大气水收集领域展现出巨大的应用潜力。MOFs因其超高的孔隙率、化学可调性以及对水分子的高亲和力而受到广泛关注。然而,为了设计更高效的MOF水收集系统,深入了解其内部水分子填充顺序和结构变化至关重要。目前,实验手段在获取分子层面的水分子聚集信息方面仍面临诸多挑战,因此,本研究采用了一种结合多种先进技术的创新方法,以揭示MIL-100(Fe)这一典型MOF在水吸附过程中的结构与动态特性。MIL-100(Fe)因其出色的化学和热稳定性,以及由巨型孔道结构带来的大表面积,成为研究水收集机制的
来源:Journal of the American Chemical Society
时间:2025-10-29
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从设计层面实现多样性:重新审视物理治疗博士项目认证的相关叙事
随着美国医疗体系需求的不断增长,医生助理(PA)的角色和职责也在迅速扩展。越来越多的PA选择进入学术界、医疗管理以及研究领域,以提升自身专业能力并推动行业发展。为满足这一趋势,美国首个针对PA的博士后教育项目陆续建立,标志着PA教育进入了一个新的阶段。这些博士后项目最初以小众形式出现,如今已发展为一个快速成长的教育领域。课程设置从传统的临床实践和领导力拓展到更具针对性的专业方向,如临床医学、教育、全球健康和信息学等。这种多样化不仅反映了PA职业发展的新趋势,也体现了其在医疗体系中的多维角色。近年来,关于是否应由单一的中央机构对这些博士后项目进行认证的问题逐渐浮出水面。本文旨在阐述美国博士后教育
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镧系离子(III)诱导的天线效应开关调控了Ln-MOFs的智能传感和光动力杀菌功能
2,5-呋喃二羧酸被用作连接剂,在溶剂热条件下与Ln(NO3)3·6H2O(Ln = 铽(Tb)、铕(Eu)、钆(Gd)和镝(Dy))反应,制备出以Ln4L9为二级构建单元(LSBU)的镧系金属有机框架(Ln4-MOFs)。Tb4-MOF和Eu4-MOF分别展现出Tb(III)离子和Eu(III)离子的特征荧光谱。当这些材料被制成发光油墨并涂覆在预先绘制的图案上时,仍能保持其鲜艳的荧光特性。在低温范围内,Eu4-MOF的荧光峰受热淬灭效应不明显;而在高温范围内,这种效应变得显著。值得注意的是,Eu4-MOF对Al(III)和Cu(II)离子具有明显的荧光淬灭作用,其检测限分别低至86.54 n
来源:Inorganic Chemistry
时间:2025-10-29
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亲水性可控的非对称膜:在潮湿环境中提升颗粒物过滤效果
本文通过顺序静电纺丝和共烧结工艺制备了一种具有可控不对称润湿性的有机/无机复合PTFE/(ZnO-SiO2)纳米纤维膜(PSZM),该膜同时具备湿气管理和颗粒物(PM)拦截功能。有机层与无机层的烧结温度协同作用导致无机层的亲水性降低,但通过在SiO299.99%)、更低的压力损失(122 Pa)以及更好的重复使用性能,优于单层PTFE纳米纤维膜和SiO2纳米纤维膜。这项研究为用于室内空气品质控制的有机/无机复合纳米纤维膜提供了一种新的功能材料。
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-29
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丙二醛加氢制克罗蒂醇的反应性能:金属间化合物SnPt的作用
将不饱和醛氢化为不饱和醇是生产精细化学品的关键反应。由于选择性氢化需要特定的金属中心来优先氢化C=O键而非C=C键,这一领域已成为一个备受关注但同时也充满挑战性的研究方向。在本研究中,我们成功合成了负载型SnPt金属间化合物材料,其催化性能显著优于单金属Pt催化剂,尤其是在将丙烯醛氢化为 Crotyl 醇的过程中。在适当的Sn/Pt比例(1% Pt-1.2Sn/TiO2-R)下,形成了单相SnPt结构。通过X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy)和DRIFT技术证实,金属间化合物中的Sn原子与Pt原子之间存在电子转移现象。Sn的加入使得Pt原子在催化
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-29
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碱金属对水解后的五价锕系化合物的稳定化与不稳定化作用
到目前为止,关于介质中的特定因素(如碱金属)对带负电荷的金属-配体物种形成的影响尚不明确,尤其是在低离子强度条件下。本研究重点探讨了这种因素在离子强度为0.1 mol·L–1时对镎和钚(V)水解过程的影响。通过毛细管电泳(CE)结合电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)技术,在LiCl、KCl、RbCl和CsCl介质中测定了它们的水解常数,并将这些数据与之前在NaCl介质中获得的结果进行了比较。此外,还利用ABINIT软件进行了从头算模拟研究,以更好地理解碱金属与水解产物之间的相互作用。研究结果表明,在LiCl和NaCl介质中形成了一种新型的三元复合物,这种复合物处于离子配对与经典三元复合物形
来源:Inorganic Chemistry
时间:2025-10-29
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通过顺序模拟移动床耦合结晶工艺高效分离谷氨酸:参数确定、工艺设计及多目标优化
为了解决谷氨酸分离和纯化过程中遇到的问题,包括产品纯度低、溶剂消耗量大、结构相似的杂质干扰吸附效率以及产生废水等问题,本研究开发了一种创新的耦合工艺,将顺序模拟移动床(SSMB)色谱法与结晶技术相结合。首先通过脉冲实验和前沿分析确定了谷氨酸混合物的吸附等温线和吸附动力学。基于测量参数,利用三角理论设计了SSMB的初始操作条件。同时,将SSMB过程进料阶段获得的产品纳入结晶耦合设计中。采用非支配排序遗传算法II(NSGA-II)进行多目标优化,以同时提高谷氨酸的纯度、回收率和产量,并降低溶剂消耗量。实验表明,使用优化后的SSMB工艺分离得到的谷氨酸纯度超过97%。此外,耦合结晶工艺的实施使纯度进
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-29
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二氧化碳浓度对乙烷和丙烷在水性烷醇胺溶液中溶解度的影响
本研究探讨了乙烷和丙烷在不同浓度的水溶液中的溶解度,包括水、乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、2-(2-氨基乙氧基)乙醇(DGA)以及MDEA与哌嗪的混合溶液(42.1 wt% MDEA + 8 wt% Pz)中的溶解行为。实验在298 K、333 K、353 K和373 K的温度下进行,并在0.8 MPa和1.6 MPa的压力条件下分别测量丙烷和乙烷的溶解度。此外,还研究了CO₂载荷对乙烷和丙烷溶解度的影响,并通过亨利定律常数计算了盐析(salting-in)和盐析(salting-out)效应。研究结果与ProMax模拟工具的预测进行了比较,为工业中胺溶液
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-29
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具有线性联吡啶基天线配体的镧系发光体
这项研究围绕一种新型的线性八齿配体“en-pypa”的设计与合成展开,该配体基于2,2′-联吡啶-6-羧酸构建。通过引入特定的化学结构,这种配体能够快速与三价镧系元素(如钐(Sm)、铕(Eu)、铽(Tb)、镝(Dy)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Lu))形成稳定的配合物,并且这些配合物在水溶液中表现出较强的发光性能。研究不仅涵盖了配体的合成过程,还对形成的配合物进行了结构和光物理特性的表征,旨在探索其在发光材料中的应用潜力。此外,通过对比en-pypa及其甲基化变体“H2-Me2en-pypa”在Yb配合物中的发光行为,研究人员进一步探讨了配体中N–H振荡器对近红外发光非辐射去活化的影响。##
来源:Inorganic Chemistry
时间:2025-10-29
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硫酸镁水合物的压力驱动水释放:热力学与机制解析
理解水合盐在压力下的行为对于解读行星内部的地球化学过程以及开发基于(脱)水的科技至关重要。在这项研究中,我们利用密度泛函理论(DFT)计算,探讨了镁硫酸盐水合物(MgSO₄·nH₂O,n = 11 和 7)在压力作用下的热力学脱水行为。压缩过程会促使水分子从晶体结构中释放,形成更少水分子的水合相,并结晶为致密的冰多晶型(如冰II和冰VI)。我们的研究结果表明,MgSO₄·11H₂O在0.8 GPa时脱水变得热力学有利,而MgSO₄·7H₂O则在1.1 GPa时开始脱水,且冰VI成为主要结晶产物。通过分析相互作用能,我们发现脱水的起始点是间隙水分子,而不是与金属配位的水分子。与MgSO₄·7H₂
来源:Inorganic Chemistry
时间:2025-10-29
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多孔N掺杂碳纳米球作为锌空气电池中高效氧还原(ORR)电催化剂
开发高效且稳定的碳基氧还原反应(ORR)催化剂是锌空气电池(ZABs)的关键。在本研究中,我们采用简单的软模板法制备了氮掺杂碳纳米球(N–C)作为ZABs的电催化剂。这种独特的结构设计形成了具有较大比表面积的稳定球形结构,氮元素的引入调节了电子结构并增加了缺陷位点,使得N–C催化剂表现出优异的ORR活性和稳定性。此外,使用N–C催化剂制备的ZABs具有高达167.43 mW cm–2的峰值功率密度、719.61 mA h gZn–1的较大比容量以及超过480小时的显著稳定性。这项工作为合成具有丰富活性缺陷位点的氮掺杂多孔碳电催化剂提供了一种新方法,适用于高性能电化学应用。
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-29
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通过萃取蒸馏分离丙酮和丙醛:实验研究、分子模拟与工艺模拟
丙酮和丙醛是具有相似物理和化学性质的羰基化合物异构体。它们的沸点分别为48°C和56.5°C,沸点差异较小,相对挥发性也相近,因此使用传统的蒸馏方法很难将它们分离。本研究探讨了一种原料系统的萃取蒸馏分离方法,该系统的质量分数组成为10%的丙醛和90%的丙酮,目标是将丙醛和丙酮的纯度提高到99.5%以上。首先采用无限稀释活度系数法筛选萃取剂,然后通过萃取蒸馏实验对其效果进行了验证。在七种候选萃取剂中,乙二醇(EG)被选为最合适的萃取剂。通过COSMO-SAC和高斯软件分析了萃取蒸馏的分离机理,并最终使用Aspen软件模拟了整个萃取蒸馏分离过程。这项工作可以为丙醛-丙酮混合物的工业分离提供理论基础
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-29
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具有垂直排列层状结构的Ag NWs/RGO气凝胶的高性能雷达-红外兼容隐身特性
为了躲避先进的多波段探测系统,需要高性能的隐形技术,尤其是能够同时应对雷达和红外波段的隐形材料。到目前为止,在雷达-红外兼容隐形材料方面已经取得了一些进展,但实现宽带雷达隐形与低红外辐射特性的结合仍然具有挑战性。我们开发了一种具有垂直排列层状结构的银纳米线(Ag NWs)/还原氧化石墨烯(RGO)气凝胶,通过调整银纳米线的数量可以优化其隐形性能。该材料的微波吸收带宽可达7.1 GHz(10.3–17.4 GHz),在-90°到90°的角度范围内雷达截面积值低于-10 dBm²,红外辐射率为0.27,加热阶段与材料表面之间的温差为73–76°C,显示出优异的隔热性能。因此,银纳米线/RGO气凝胶
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-29
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等温-等压系综中关联流体的一阶微扰理论
在这项研究中,我们将Wertheim的一阶热力学微扰理论(TPT1)应用于等温-等压系综(NPT),研究对象为硬球参考系统。这种转换是通过精确的关系式实现的,这些关系式连接了硬球流体的NVT和NPT系综。我们将该方法应用于具有排斥核心的球形分子,这些分子通过方势阱吸引位点相互结合。推导出的NPT表达式用于计算非键合分子的比例、压缩因子和内能,其结果与分子模拟数据非常吻合,同时也与原始TPT1理论得出的结果一致。此外,所提出的NPT理论被证明优于其他关联理论。
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-29
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液体吸附增强型哈伯-博施工艺
氨的合成是现代工业中极为重要的化学过程,尤其在农业肥料、食品加工和化工生产等领域发挥着关键作用。然而,传统的哈伯-博世(Haber–Bosch)工艺在能源效率和成本方面面临巨大挑战。该工艺需要在高温(400–550 °C)和高压(150–300 bar)条件下进行,以推动反应向生成氨的方向进行,同时,其固有的低转化率和高能量需求使得该工艺的改进成为全球化工行业关注的重点。本研究提出了一种新的氨分离策略,即利用一种不可压缩的液态吸附剂,通过吸收和释放氨的反应实现高效、可再生的分离过程。这一方法不仅能够显著降低能量消耗,还可能为氨的生产带来成本上的优势,从而推动化学工业向更加可持续的方向发展。##
来源:Industrial & Engineering Chemistry Research
时间:2025-10-29
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FeCoCrNiMo高熵合金实现了细胞外电子转移,从而增强了二氧化碳生物甲烷化过程
为了同时促进微生物电还原CO2为CH4过程中的直接电子转移(通过电子载体)和间接电子转移(通过氢载体),本文提出了将FeCoCrNiMo高熵合金(HEAs)与产甲烷菌结合使用的方案。实验结果表明,球形HEA异质结构显著提高了材料的电导率和催化活性。FeCoCrNiMo HEAs增强了嗜氢产甲烷菌(如Methanobacterium)和电活性细菌(如Ureibacillus)的数量,并促进了与导电菌毛相关的基因(pilA)的表达,从而增强了电子转移效率。此外,FeCoCrNiMo HEAs还增加了细胞外聚合物中的芳香蛋白和色氨酸含量,提高了生物膜的导电性;同时,五种金属元素的均匀分布降低了生物膜
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-29
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原位制备纳米杂化异质结薄膜光阳极(Co、Mo掺杂的BiVO4/NiFeOOH/MOF-ZIF-8/g-C3N4),用于增强光电化学海水分解性能
直接光电化学(PEC)海水分解为绿色氢(H2)燃料的生产提供了一条可持续的途径,解决了与能源和环境污染相关的关键全球性问题。在这项研究中,我们报道了通过微波辅助的水热/溶胶-热合成技术和刮刀涂层技术成功制备了一种多层Co、Mo掺杂的BiVO4/NiFeOOH/ZIF-8/g-C3N4异质结光阳极。Co、Mo-BiVO4薄膜与NiFeOOH、ZIF-8和g-C3N4的协同表面改性显著提升了PEC性能,在1.23 V(相对于RHE)时实现了7.21 mA cm–2的高光电流密度,这是原始BiVO4性能的5.2倍。相应地,在1.23 V(相对于RHE)和450 nm的光照条件下,该光阳极在0.5 M
来源:Energy & Fuels
时间:2025-10-29