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源自生物的单糖:作为绿色且可大规模应用的电解质添加剂,用于耐用的水基锌-金属电池
水基锌-金属电池(AZMBs)面临诸多挑战,主要包括锌阳极上的枝晶生长、腐蚀以及副反应,这些问题源于不稳定的锌离子(Zn2+)溶剂化作用和界面不稳定性。本文介绍了一种名为d-(+)-半乳糖(GAL)的生物衍生单糖作为可持续的电解质添加剂。GAL能与锌离子结合,部分取代水分子(H2O)在锌离子周围的溶剂化层中,从而重新排列氢键网络,增强锌离子的传输能力,促进其脱溶剂化过程,并抑制枝晶的形成。同时,GAL具有亲锌性,能够选择性地吸附在锌表面,取代水分子并促进形成一种坚固的混合型SEI(Solid Electrolyte Interface)层,该层能有效防止腐蚀并实现均匀的锌沉积。实验结果表明:Z
来源:ACS Applied Materials & Interfaces
时间:2025-10-29
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具有光可调特性的光能收集系统,用于时间分辨加密和防伪
具有时间依赖性光学特性的光调控智能材料作为用于时间分辨信息加密和动态防伪的多功能平台,正变得越来越重要。然而,精细操控荧光性能以实现时间维度上的动态荧光特性仍然是一个巨大的挑战。在此,我们开发了一种具有光控开关特性的超分子人工光捕获系统。在该系统中,以四苯乙烯(TPE)为基础的铂(II)金属环作为能量供体,而光致变色螺吡喃基团通过酰胺键精确地结合到TPE侧链中。这种结构设计不仅显著提高了光捕获效率和能量转换能力,还赋予了系统独特的光响应特性。在紫外光照射下,螺吡喃单元发生开环反应生成苝(MC),从而实现从光激发金属环到MC受体的高效能量转移,并触发可逆的光致变色转变。随后引入Cy5作为次级能量
来源:ACS Applied Materials & Interfaces
时间:2025-10-29
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精神文化因素对临终关怀决策的影响:阿拉伯中东地区与英国的比较分析
在探讨临终关怀(EOLC)决策过程时,文化与精神因素扮演着至关重要的角色。这些因素不仅影响个体对疾病、痛苦和死亡的认知,也深刻塑造了医疗团队与患者及其家属之间的互动方式。本文旨在分析阿拉伯中东地区与英国在临终决策中的文化与精神差异,以及这些差异如何影响临终关怀的实践。通过理解这些背景,医疗工作者可以更好地调整他们的服务模式,以适应不同文化背景下患者的需求,从而提供更加人性化和有效的临终照护。在阿拉伯中东地区,文化与宗教的结合构成了临终关怀的核心。这一地区的文化传统强调家庭的集体决策,以及通过信仰来维护尊严。对于许多阿拉伯文化背景的患者来说,死亡不仅是生理过程的终结,更是灵魂的过渡。因此,临终关
来源:Current Opinion in Supportive and Palliative Care
时间:2025-10-29
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由Bi(NO3)3·5H2O与Bi-MOFs混合物制备的BiOBr纳米片,其(110)面暴露,可用于有机染料的光催化降解
光催化是一种环境可持续的技术,它利用太阳能,在废水处理方面展现出巨大潜力。然而,活性位点不足以及光生载流子复合速率过快限制了其应用范围。在本研究中,合成了一种由双铋源诱导制备的BiOBr分级纳米片,该纳米片具有高暴露(110)面,可用于有机染料的光催化降解。最佳样品(Bi/M0.1)能够在9分钟内降解98%的RhB。其优异的光催化性能归因于分级纳米片的结构,这种结构减少了载流子的传输路径,同时增加了活性位点的暴露程度。Bi/M0.1样品在光催化实验中表现出良好的循环稳定性。自由基捕获实验和电子顺磁共振实验的结果表明,降解RhB的主要活性物种是h+和•O2–,这为基于铋的光催化剂的设计与制备提供
来源:ACS Applied Nano Materials
时间:2025-10-29
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通过持续产生羟基自由基实现高效有机矿化的稳定通用pH电催化策略
废水净化对环境保护和人类健康至关重要。一个主要挑战在于缺乏高效且稳定的电催化剂,这些催化剂能够在整个pH范围内生成羟基自由基(•OH),而羟基自由基是分解污染物的关键物质。传统电极存在性能上的困境:经典的阳极(如PbO2、SnO2)仅在中性条件下才能正常工作,而稳定的贵金属电极(如IrO2、RuO2)由于容易释放氧气而导致羟基自由基的生成效率较低。为了解决这个问题,我们开发了一种基于新型金属碳化硼/金刚石复合阳极(MB/DM)的通用pH电化学反应器。该系统能够在0–14的宽pH范围内高效生成羟基自由基,并具有出色的长期稳定性。我们将这种通用性能归因于三个关键创新:(1)阳极本身的化学惰性使其能
来源:ACS Applied Materials & Interfaces
时间:2025-10-29
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CaMoO4–Hydrochar:一种具有纳米孔结构的超两亲性和缺氧催化剂,用于在化学计量量H2O2存在下进行氧化脱硫反应
从生物质废弃物中制备有价值的材料(如水炭)是环境可持续性的关键概念之一。在本研究中,除了用于制备水炭外,罗望子树皮还提供了制备以水炭为载体的钙钼酸盐(CaMoO4)催化剂所需的钙(记为cat-x,其中x表示钼的理论重量百分比)。罗望子树皮中的钙首先转化为碳酸钙,然后在水热条件下与七钼酸铵反应生成CaMoO4,这一过程通过X射线粉末衍射(PXRD)分析得到了证实。通过拉曼光谱(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)分析进一步验证了CaMoO4在水炭表面的存在。X射线光电子能谱(XPS)和电子顺磁共振(EPR)数据表明制备的催化剂中存在氧空位。根据场
来源:ACS Applied Nano Materials
时间:2025-10-29
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将香茅油添加到活性覆盖膜中,用于草莓作物中的害虫控制
本研究聚焦于一种新型的生物可降解材料——醋酸纤维素(CA)薄膜,探讨其通过添加环氧大豆油(ESO)和香茅油(CO)后在农业应用中的性能提升及驱虫潜力。随着农业对可持续性材料需求的增加,传统聚乙烯等合成材料因难以降解和回收,逐渐受到环保问题的挑战。因此,寻找能够兼顾农业功能和环境友好性的替代材料成为研究热点。CA作为一种来源于天然纤维素的生物基聚合物,具有生物相容性、无毒性和良好的成膜能力,使其成为生物基地膜的潜在候选材料。然而,其较高的成本和较低的机械性能限制了其广泛应用。本研究旨在通过添加ESO和CO,改善CA薄膜的机械性能并赋予其驱虫功能,为农业可持续发展提供新的解决方案。在材料选择方面,
来源:ACS Agricultural Science & Technology
时间:2025-10-29
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聚(萘二胺)作为低成本、高性能有机阴极材料在水系锌-有机电池中的应用开发
水基锌-有机电池(ZOBs)因其低成本和高安全性而备受关注,代表了向可持续能源存储解决方案迈出的重要一步。开发这类有机电极材料(OEMs)对于提升ZOBs在实际应用中的性能和可行性至关重要。在本研究中,我们通过化学氧化聚合方法合成了聚(萘二胺)(PDAN),并研究了不同氧化剂对PDAN结构和性能的影响。值得注意的是,使用氯化铁作为氧化剂合成的PDAN-F具有独特的梯形结构。PDAN-F在0.1 A g–1的电流密度下表现出286 mA h g–1的高可逆容量,并具有优异的循环稳定性(在2 A g–1的电流密度下经过2000次循环后仍能保持95%的容量)。这些性能指标与之前报道的昂贵醌类和含氮杂
来源:ACS Applied Polymer Materials
时间:2025-10-29
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通过分子工程设计的萘陷阱实现聚醚酰亚胺中的高温能量储存
芳香族聚醚酰亚胺(PEI)薄膜电容器因其热稳定性和柔韧性而在高温应用中具有广阔前景。本研究首先基于不同的二胺单体结构设计并合成了三种PEI,然后在聚合过程中引入1,4,5,8-萘四羧酸二酐(NTCDA)以构建共聚物体系。实验和密度泛函理论(DFT)分析表明,NTCDA具有较低的最低未占据分子轨道(LUMO)能级,能够在PEI的带隙中形成较深的电子陷阱。这些陷阱在高温下有效捕获自由载流子,抑制其迁移和跳跃导电,从而降低漏电流和介电损耗。同时,NTCDA中刚性的萘环结构增强了分子间相互作用,抑制了高温下的分子运动并减少了能量耗散。性能测试显示,这三种共聚物在150°C时的能量密度(Ue)分别为3.
来源:ACS Applied Polymer Materials
时间:2025-10-29
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基于纤维素的酶响应性微凝胶,用于缓释植物生长促进剂,以实现可持续农业
在这项研究中,我们制备了一种基于壳聚糖交联纤维素的微凝胶(MCCh MGs),这种微凝胶对酶具有响应性,并且能够在土壤中存在纤维素酶的情况下降解。MCCh MGs是通过使用氮杂-Michael加成反应将甲基化纤维素链与壳聚糖交联而制备的。这些微凝胶的粒径约为383纳米,对于作为植物生长激素的6-BA,其负载效率为8.2%,包封效率为86.5%。在pH 4.2的条件下,MCCh MGs在144小时内释放出约40%的6-BA;而在10U和15U纤维素酶的作用下,6-BA的释放量分别约为48%和73%。进一步的研究表明,6-BA@MCCh MGs显著增强了黑眼豆(Vigna unguiculata)
来源:ACS Applied Polymer Materials
时间:2025-10-29
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基于静电纺丝PVA膜的可持续湿式发电机:该膜通过植酸增强质子传导性能
湿电发电机(MEGs)能够持续从环境中无处不在的水蒸气中获取清洁电能,使其成为下一代低功耗可穿戴电子设备的理想电源。然而,现有的MEG设备在输出性能、稳定性和环境适应性方面仍面临重大挑战,尤其是输出电压低和结构不稳定。为了解决这些问题,本研究提出了一种基于聚(乙烯醇)/植酸(PVA/PA)复合纳米纤维的高性能MEG。通过静电纺丝技术制备了一种三维交联多孔亲水网络,实现了高效的质子解离和优异的电能输出性能。在相对湿度为97%的条件下,单个有效面积为2平方厘米的MEG设备可输出0.81伏的开路电压(VOC)和3.1微安的短路电流(ISC),峰值功率输出达到0.65微瓦。值得注意的是,该设备具有出色
来源:ACS Applied Polymer Materials
时间:2025-10-29
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采用膦离子液体添加剂的高浓度混合电解质,用于实现稳定高能量密度的锂离子电池负极
本研究探讨了一种基于磷酸onium离子液体的添加剂在碳酸盐基电解质中的应用,该添加剂能够提高硅/石墨(Si/Gr)和纯硅(Si)阳极的循环稳定性。这些电解质由碳酸盐溶剂混合物(EC/EMC/DEC,重量比为1:1:1)与10%的离子液体添加剂(三甲基(异丁基)磷酸onium双(氟磺酰)酰亚胺(P111i4FSI)组成,锂盐浓度分别为1 M和4 M。通过长时间循环测试评估了Si/Gr || LiFePO4(LFP)、Si || LFP、Li金属 || LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2(NMC622)以及Si/Gr || NMC622电池的性能。电压曲线、dQ/dE分析以及扫描电子显微镜(S
来源:ACS Applied Materials & Interfaces
时间:2025-10-29
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通过电极几何设计扩大各向异性半金属TaCoTe2的光敏区域
二维材料表现出强烈的光与物质相互作用,使其成为理想的光电探测器候选材料。光电检测的关键问题在于分离光生电子-空穴对,而这些电子-空穴对通常局限于界面结处。这种限制制约了基于二维材料的光电探测器的有效探测区域。在这项研究中,我们通过电极配置和器件几何结构的协同设计,在各向异性半金属TaCoTe2中实现了显著扩展的光响应区域,从而克服了传统横向结构中线形结区域的局限性。这种大面积光电流具有极化独立性、对温度变化稳定的空间分布,以及在宽波长范围(500–2000纳米)内的优异稳定性。这种方法可以扩展到其他平面各向异性半金属材料,为开发宽带非极化敏感型光电探测器提供了可行的途径。
来源:ACS Applied Materials & Interfaces
时间:2025-10-29
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将咖啡酸封装在离子液体改性的高岭石和坡缕石纳米结构中,以实现抗氧化剂的缓释
将化学化合物封装在储存介质中以防止其降解并实现可控释放,在医疗保健和食品工业等多个领域具有重要意义。在本研究中,通过层间接枝离子液体(1-甲基萘基-3-(2-羟基乙基)咪唑氯化物)对高岭石和管状铝硅酸盐粘土矿物进行了改性,用于咖啡酸(CA)的封装。表征方法(XRD、固态13C NMR、FTIR、TGA)显示,这些粘土矿物原本中性的层在接枝有机阳离子后变为阳离子层,所产生的电荷通过可交换的氯离子得到补偿。这些纳米杂化材料的阴离子交换能力被成功用于以阴离子形式封装咖啡酸。改性后的铝硅酸盐粘土对咖啡酸的吸附能力(230.9 μmol/g)是改性高岭石(123.3 μmol/g)的两倍,这主要是由于酚
来源:ACS Applied Nano Materials
时间:2025-10-29
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集成NIR-980敏化的UCNP和MoS2纳米片用于铀酰离子的灵敏检测
铀是一种放射性元素,在水环境中主要以铀酰离子(UO22+)的形式存在,对人类健康和环境构成重大威胁。在这些环境中检测铀酰离子(UO22+仍然具有挑战性。本文基于荧光共振能量转移(FRET)原理,开发了一种用于检测水环境中铀酰离子(UO22+的上转换荧光传感器(UCDM)。该传感器利用装载了DNA酶(UCDA)的上转换纳米颗粒作为能量供体,以及二硫化钼(MoS2)作为能量受体。二硫化钼(MoS2)对单链DNA(ssDNA)具有很高的亲和力,从而使传感器能够有效工作。在铀酰离子(UO22+存在的情况下,DNA酶会在rA位点催化底物裂解,释放出与二硫化钼(MoS2)结合的单链DNA。这种相互作用会导
来源:ACS Applied Nano Materials
时间:2025-10-29
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通过共掺杂调控基于纳米线的W18O49的活性位点和能带结构,以实现高效的光催化氮固定
催化剂中的活性位点及其能带结构在光催化氮固定过程中起着关键作用。在本研究中,我们采用了一种掺杂策略,将钴(Co)原子引入由超薄纳米线自组装而成的海胆状W18O49纳米结构中。密度泛函理论计算和实验结果均表明,钴掺杂不仅改变了W18O49的能带结构,还成为了氮气(N2)吸附和活化的位点。通过战略性掺杂钴,W18O49的带隙能量显著降低,从而增强了光生电子的激发能力。此外,钴原子的d轨道具有从氮气分子的σg轨道接受电子的能力,这促进了电子从钴的3d轨道向氮气分子的π*轨道的迁移,进而实现了氮三键(N≡N)的活化。在能带调控和活性位点引入的共同作用下,最佳掺钴量的Co–W18O49的光催化氮固定产率
来源:ACS Applied Nano Materials
时间:2025-10-29
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基于介孔二氧化硅的纳米马达:用于刺激响应性肿瘤穿透及增强光动力/光热协同治疗
光动力疗法(PDT)作为一种非侵入性的肿瘤治疗策略,依赖于光敏剂在光照作用下产生活性氧(ROS),在实体瘤治疗中展现出显著的临床潜力。然而,肿瘤微环境的缺氧状态以及传统纳米载体的缺乏自主运动能力,常常限制了光敏剂依赖氧气的ROS生成能力。在这项研究中,我们设计了一种基于介孔二氧化硅表面的过氧化氢(H₂O₂)驱动的纳米马达系统,该表面负载了光敏剂锌酞菁(ZnPc)。这种纳米马达能够特异性地利用肿瘤微环境中过量的H₂O₂作为化学燃料,通过催化分解产生O₂气泡来实现自主运动。这种独特的运动能力显著提升了纳米载体在实体瘤组织中的渗透能力。同时,原位生成的O₂不仅作为推进动力,还能有效缓解肿瘤缺氧,为Z
来源:ACS Applied Nano Materials
时间:2025-10-29
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Bi2O3改性的Cu催化剂在CO2电还原过程中提高乙醇选择性
电化学CO2还原反应(CO2RR)为将CO2转化为高附加值化学品提供了一条可持续的途径。在现有的催化剂中,基于铜的体系在高效生成C2+产物方面具有独特优势。然而,选择性调控产物分布仍然是一个主要挑战。本文报道了一种经过Bi2O3改性的Cu催化剂(Cu/Bi2O3),该催化剂能够实现CO2向乙醇(EtOH)的选择性还原。在CO2RR反应条件下,催化剂会发生自发重构,使得Bi2O3在Cu表面均匀分布。在膜电极组件(MEA)型电池中,Cu/Bi2O3催化剂的C2+选择性超过了50%,乙醇的法拉第效率(FEEtOH)达到了25%。乙醇与乙烯的转化比达到了1.4,是原始Cu催化剂的2倍以上。该催化剂在2
来源:ACS Applied Energy Materials
时间:2025-10-29
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在NH3限制条件下进行的氨解反应作为提高LaTiO2N水分解光阳极性能的途径
LaTiO2N是一种具有潜力的中间带隙半导体,适用于水分解反应,该反应是将太阳能转化为氢燃料的途径。然而,这种材料的光电化学(PEC)活性受到缺陷的阻碍,尤其是Ti(III)物种,它们会促进光载流子的复合。这些缺陷是在高温氨解反应过程中形成的。在这里,我们展示了通过在NH3限制条件下引入N2(将NH3分压降至0.13 atm)来合成改进的LaTiO2N材料。根据电子顺磁共振(EPR)光谱数据,这种处理方法使材料中的Ti(III)缺陷密度从6.06 × 1016 cm–3降低到约4.61 × 1015 cm–3,减少了13倍。根据X射线光电子能谱(XPS)分析,任何剩余的Ti(III)缺陷都局限
来源:ACS Applied Energy Materials
时间:2025-10-29
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利用二维非六方碳同素异形体纳米片可靠检测SF6分解产物
SF6是一种广泛应用于电力行业作为绝缘气体的物质,因其出色的介电强度和灭弧特性而受到青睐。然而,在长期运行过程中,SF6会分解成多种副产物,如H2S、SO2、SO2F2和SOF2。这些副产物的种类和浓度可以作为气体绝缘开关设备中绝缘故障的诊断标志。因此,对这些化合物进行可靠检测至关重要,以评估电气设备的健康状况并防止故障发生。为了探索这些非六边形碳纳米片作为SF6分解产物传感器的潜力,研究团队采用密度泛函理论(DFT)结合非平衡格林函数(NEGF)方法,对GR+、TGR和BIP三种材料进行了深入分析。这些材料具有独特的非六边形环结构,使其在气体传感领域展现出广阔的应用前景。通过计算这些材料的结
来源:ACS Applied Nano Materials
时间:2025-10-29