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通过电子调控CoFeP@NiFe层状氢氧化物(LDH)纳米片的结构,实现了在1.67伏的超低电压下进行工业水电解的过程
该研究聚焦于开发高效稳定的碱性水电解制氢催化剂,重点解决了氧析出反应(OER)中过电位高、活性位点暴露不足及材料稳定性差三大技术瓶颈。研究团队通过异质结结构设计与多级纳米结构调控,成功构建了CoFeP@NiFe LDH复合催化剂体系,在性能指标上实现了突破性进展。在催化剂设计方面,研究采用"双层级联"策略:首先通过水热法合成具有球状形貌的CoFe LDH纳米片,然后在表面沉积磷化层形成CoFeP基底。这种基底材料具备金属级导电性(电导率达10⁻³ S/cm量级),相较于传统LDH催化剂提升了3个数量级。随后通过电沉积工艺在CoFeP纳米片表面垂直锚定NiFe LDH纳米片,形成5-10μm的层
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-06
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高孔隙率的SnO₂-SiO₂复合微球,其相互连通的孔隙结构有助于提升锂离子电池的长循环寿命
韩秀珍|申圣民|金秀妍|郑惠敦|韩承烨|郑大秀|姜允灿|金正勋韩国陶瓷工程与技术研究院(KICET)能源与环境部门,韩国庆尚南道晋州市Soho-ro 101号,邮编52581摘要通过孔结构设计同时抑制体积变化,并使用钝化材料控制表面副反应,对于实现锂离子电池负极的高电化学性能和结构稳定性至关重要。在本研究中,采用简单的一步喷雾热解工艺制备了具有相互连通孔隙的高孔隙SnO2-SiO2复合微球(p-SnSi)。在热解过程中燃烧掉的细小球形聚苯乙烯颗粒形成了高度开放的多孔结构,这种结构贯穿了整个内部和表面。这种高度开放的多孔结构有效缓解了SnO2在充放电循环过程中因体积变化引起的机械应变,同时缩短了
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-06
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高效去除钙基脱硫灰中的杂质,并一步制备半水合硫酸钙 whiskers(一种纳米材料)
### 钙基脱硫灰渣制备半水硫酸钙晶须的一步法工艺优化与突破#### 一、研究背景与工业需求钢铁工业在脱硫过程中会产生大量钙基脱硫灰渣,这类灰渣以二水硫酸钙(CaSO₃·2H₂O)和单水硫酸钙(CaSO₃·H₂O)为主要成分,同时含有碳酸钙(CaCO₃)、氢氧化钙(Ca(OH)₂)等杂质。传统脱硫工艺产生的灰渣体积庞大且化学活性低,直接利用价值有限。当前研究主要集中在两种方向:一是通过高温煅烧(500°C以上)实现二水硫酸钙向半水硫酸钙的晶型转换,但存在能耗高、设备要求严苛的问题;二是湿法氧化预处理结合晶须生长工艺,但需要多步操作且易引入新杂质。#### 二、传统工艺的瓶颈分析现有工艺普遍采用
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-12-06
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基于生命周期评估的复合冷拌沥青混合料温室气体排放与能源消耗的比较分析
随着全球气候变暖与能源危机的持续加剧,道路建设领域的环境影响评估已成为关键议题。沥青混合料作为道路铺装材料的主要类型,其传统生产工艺存在显著的碳排放与能源消耗问题。本文聚焦复合冷混合沥青混合料(CCMA)的碳减排潜力与能源效率提升路径,通过生命周期评估方法构建了从原材料开采到路面废弃的全流程分析框架。在环境效益方面,研究显示CCMA全生命周期碳排放量仅为13.56千克二氧化碳当量,较传统热混合沥青(HMA)降低74.3%。这种减排效果主要源于材料生产阶段的工艺革新,通过降低沥青加热温度(至90℃以下)实现挥发性有机物(VOCs)浓度控制,使CCMA的自发排放量仅为HMA的4.1%。研究特别指出
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-12-06
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供体-受体结构的掺硼碳氮化物(g-C3N4)光催化剂,用于增强四环素的降解及氢气(H2O2)的生成
### 研究解读:自动驾驶汽车对交通碳排放的反弹效应及其空间异质性影响#### 研究背景与核心问题随着自动驾驶汽车(CAVs)技术的快速发展,其通过优化驾驶模式、减少怠速时间和智能路径规划等手段,理论上可显著提升燃油效率并降低出行时间成本。然而,实证研究表明,这种技术进步可能引发“能源反弹效应”——即出行距离的增加抵消了部分燃油效率提升带来的减排收益。本研究基于2022年美国国家家庭出行调查(NHTS)数据,通过非线性回归模型,系统分析了CAVs技术对交通碳排放的复杂影响,并揭示了城乡与收入差异下的空间异质性特征。#### 研究方法与数据基础研究采用分区域(城市/农村)和分收入群体(6个层级)
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-12-06
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在MoS₂催化的脂肪酸转化过程中,特定位点的硫空位决定了对醇或烷烃的加氢脱氧选择性
关琳杰|赵鹏伟|岑明军|陈斌|于海鹏|肖永豪|彭文超|李阳|张启成|徐丹云|范晓斌天津大学化学工程学院,化学工程国家重点实验室,教育部低碳化学工程国际联合实验室,天津 300072,中国摘要长链脂质或脂肪酸的加氢脱氧(HDO)是合成生物基化学品和可持续航空燃料的关键工艺,但实现单一产品的高选择性仍是一个重大挑战。在这项研究中,我们通过两种不同的结晶途径对MoS2催化剂进行工程改造,以控制其硫空位(SV)的分布。直接结晶得到的MoS2(P)在热退火过程中会产生大量的平面内SV,而晶种诱导的MoS2(E)则保留了氧化的Mo5+/Mo6+物种,从而抑制了平面内的硫耗尽。这两种不同的SV配置显著影响了
来源:Journal of Catalysis
时间:2025-12-06
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填料特性和加工工艺对竹粉增强聚乳酸(PLA)复合材料性能的影响
### 竹纤维增强聚乳酸(PLA)复合材料性能研究解读#### 1. 研究背景与意义随着全球对可持续材料的需求增加,聚乳酸(PLA)作为可生物降解的工程塑料备受关注。然而,纯PLA存在脆性大、热稳定性差、机械性能不足等问题。天然纤维如竹粉因其高强度、高模量及环境友好特性,成为改善PLA性能的关键增强体。但现有研究多聚焦于单一加工方法或纤维尺寸,缺乏系统性对比。本文首次系统研究了125μm与250μm两种竹粉粒径在不同成型工艺(3D打印、注塑、压缩成型)下对PLA复合材料力学、热学及流变性能的影响,为可持续材料开发提供理论支持。#### 2. 材料与方法**原材料**:采用Luminy®LX17
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-12-06
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关于活性污泥在低温(4°C)条件下对寒冷环境的适应能力及其氮、磷代谢机制的见解
王寅|唐涛涛|何强|黄福晓重庆大学环境与生态学院,重庆,400045,中国摘要4°C的温度被认为是微生物生长的一个难以突破的极限。迄今为止,很少有研究证明微生物能够在这一温度下有效去除污水中的氮和磷污染物。据我们所知,这是首次系统地研究活性污泥直接暴露在4°C下对污染物去除效率、微生物活性和代谢机制的影响。研究结果表明,硝化酶(氨单加氧酶(AMO)和硝酸盐还原酶(NAR)以及反硝化酶(亚硝酸盐还原酶(NIR)、一氧化氮还原酶(NOR)和一氧化二氮还原酶(NO2R)的活性分别增加了18.42%–79.18%、16.04%–105.28%、3.71%–81.22%、10.02%–43.62%和6.
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-12-06
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探究人口城镇化与土地城镇化协同发展对城市韧性的空间影响:来自中国的证据
人口与土地城市化协同发展对城市韧性影响机制研究——基于中国283个地级市的实证分析城市可持续发展已成为全球关注的重大议题。中国作为发展中国家城市化进程最快的国家之一,在快速城市化的过程中面临着独特的挑战。研究表明,2010至2022年间,中国城市人口与土地空间协同发展指数(CDPULU)提升14.6%,城市韧性(UR)显著增强78.56%。这种发展模式的转变不仅体现在定量数据上,更反映了城市治理理念的革新。研究团队通过构建空间滞后模型,首次系统揭示了人口与土地城市化协同发展对城市韧性的非线性影响机制。数据显示,东部沿海城市UR提升幅度达到78.56%,显著高于其他区域,这与中国经济活跃度 hi
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-12-06
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退役锂离子电池中正极材料在级联生物质热解和重整制氢中的应用策略
该研究聚焦于退役锂离子电池(LIB)正极材料与农业废弃物协同处理生产氢能的创新路径。研究团队以镍钴锰酸锂(NCM)、钴酸锂(LCO)和磷酸铁锂(LFP)为对象,探索了热还原与酸浸催化两种技术的整合应用,在生物质热解-蒸汽重整耦合系统中取得突破性进展。研究首先构建了"热还原预处理+酸浸催化剂"的递进式处理体系。通过500℃热解实现NCM正极材料的热还原,生成的镍氧化物(NiO)作为内置催化剂显著提升生物质热裂解效率。实验数据显示,经热还原处理的NCM材料使小分子气体(
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-12-06
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一种有前景的策略:通过能量转移敏化作用构建强敏化的铱(III)配合物,以实现连续的、达到克级别的光合作用
该研究聚焦于开发高效人工光合作用催化剂体系,通过创新设计实现Ir(III)配合物在可见光响应与催化活性方面的突破。研究团队以1,8-萘苯并咪唑(NBI)为核骨架构建Ir(III)配合物平台,并引入多组可见光吸收单元形成协同效应。以下从研究背景、创新策略、关键发现和实际应用四个维度进行系统解读:一、人工光合作用催化剂的挑战与突破方向100 μs);3)多组分协同作用。传统Ir(III)配合物如[Ir(ppy)₂(bpy)]⁺虽具备光稳定性优势,但存在吸收边红移(<500 nm)、激发态寿命短(<1 μs)等缺陷,制约了光氧化反应效率。研究团队通过分子工程学方法,在NBI核骨架上构建双功能配位体系
来源:Journal of Catalysis
时间:2025-12-06
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路易斯酸通过促进双氧气的活化,增强了铁(II)配合物在催化氧氧化反应中的性能
廖光健|王志超|吕文博|陈竹琦|王振星|尹国川教育部能源转换与储存材料化学重点实验室,华中科技大学化学与化学工程学院材料化学与服务失效重点实验室,中国武汉珞喻路1037号,430074摘要在常温下利用双氧气进行催化氧化一直是化学工业中的一个长期挑战。受到氢键网络在双氧气活化及氧化还原酶催化中重要作用的启发,我们提出了一种新策略,利用路易斯酸来模拟酶促氢键网络(化学路易斯酸与酶促布朗斯特酸),从而驱动铁(II)配合物对双氧气的活化,并调节原位生成的铁(III)超氧物种的稳定性和反应性以用于催化。机理研究表明,通过静电相互作用,路易斯酸的存在可以增强铁(III)超氧物种对烯烃氧化的亲电性;同时减弱
来源:Journal of Catalysis
时间:2025-12-06
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通过吡咯的A/K区域位置异构化,在共价有机框架异构体中构建光催化活性中心,以实现H₂O₂的生成
该研究聚焦于通过分子工程手段优化光阳极材料界面电荷传递效率,以提升α-Fe₂O₃基光催化水分解性能。研究团队创新性地采用三羧酸类化合物作为界面桥梁分子,同时兼顾表面钝化与电荷转移促进的双重功能,突破了传统中间层制备依赖精密工艺的局限。在材料设计方面,研究团队构建了三明治复合结构:Ti-Fe₂O₃基底层-桥接分子层(TMA)-双金属有机框架催化剂层(CoCu-MIm)。这种梯度结构设计实现了三重协同效应:首先,三羧酸分子(TMA)的强配位能力通过两个羧酸基团与Fe³⁺形成五元环螯合物,有效钝化基底材料表面悬挂键,实验数据显示表面缺陷态密度降低约40%。其次,TMA的苯环结构作为电子供体,与金属有
来源:Journal of Catalysis
时间:2025-12-06
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在机器学习辅助下发现用于乙烯三聚/四聚反应的铬双(2-吡啶基)胺催化剂
该研究聚焦于开发高效且选择性明确的铬基NNN配体催化体系,以实现乙烯齐聚生成高附加值α-olefins(如1-己烯和1-辛烯)的定向生产。研究团队通过构建大规模虚拟数据库,结合计算化学与机器学习技术,系统揭示了配体取代基与催化性能之间的构效关系,为催化剂设计提供了创新方法论。在催化剂体系探索方面,研究重点突破了传统实验方法的局限性。团队针对Cr/NNN体系这一相对冷门的催化框架,建立了包含256种配体变体的虚拟数据库。通过SMILES结构编码技术,结合xTB分子动力学模拟和RDKit结构分析工具,快速生成了涵盖不同取代基(R1-R3)的配体构型库。这种高通量虚拟筛选方法显著提升了研究效率,使原
来源:Journal of Catalysis
时间:2025-12-06
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N-甲基甲酰胺与聚乙二醇二元混合物在293.15至323.15 K温度范围内的热物理性质及傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究:实验结果与理论建模
本研究系统考察了N-甲基甲酰胺(NMF)与不同分子量聚乙二醇(PEG 200/300/400)混合物的热力学性质及分子间相互作用机制。研究团队通过实验测定了混合物在293.15-323.15 K和100 kPa条件下的密度及声速数据,并采用Jouyban-Acree模型进行关联分析,验证了该模型在混合物物性预测中的可靠性。实验数据进一步衍生出超额摩尔体积、超额等熵压缩系数、超额分子间自由程等关键参数,为深入解析组分间相互作用提供了量化依据。在体系构成方面,NMF作为极性溶剂具有强偶极矩(约3.6 D)和较高介电常数(约113),其分子结构中NH和CO基团可形成氢键网络。而PEG系列作为非极性高
来源:The Journal of Chemical Thermodynamics
时间:2025-12-06
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通过实验和分子模拟研究了醋酸美洛孕酮在14种纯溶剂中的溶解行为
本研究针对抗孕激素药物麦角酮醋酸酯(MPgAc)在14种有机溶剂中的溶解性展开系统性分析,结合动态实验方法与分子模拟技术,揭示了其溶解行为与热力学参数的关联规律。研究团队通过温度梯度实验(278.15K-323.15K)发现,MPgAc在极性溶剂中的溶解度呈现显著温度依赖性,其中非极性溶剂的溶解度普遍高于极性溶剂,这与溶剂介电常数与溶质分子极性之间的匹配关系直接相关。实验采用动态溶解技术替代传统静态方法,通过实时监测溶质浓度变化,有效避免了因溶质分解或溶剂挥发导致的测量误差,特别在CO₂超临界萃取体系中的应用,使数据准确度提升至98.5%以上。在模型验证环节,研究创新性地将经验模型与活度系数模
来源:The Journal of Chemical Thermodynamics
时间:2025-12-06
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经过电子和几何结构优化的铜活性位点增强了*CO和*OH的共吸附能力,从而促进了CO2电还原为C2+产物的过程
随着全球能源危机和温室气体排放问题的加剧,二氧化碳电催化还原反应(CO₂RR)因其潜在碳捕集与资源化价值备受关注。铜基催化剂因其对多碳产物(如乙烯、乙醇等)的高选择性成为研究热点,但传统铜氧化物催化剂(如Cu₂O)在连续反应过程中活性位点易发生退化,导致产物分布不均和效率低下。针对这一瓶颈,上海大学联合复旦大学等机构的研究团队提出了一种双调控协同策略,通过创新的前驱体设计实现了铜活性位点的电子态与空间构型的同步优化,为高性能催化剂开发开辟了新路径。### 一、催化剂设计策略的创新性研究团队突破传统铜基催化剂制备范式,选用硫酸铜复盐(Chevreul's salt)作为前驱体。这种化合物具有独特
来源:Journal of Catalysis
时间:2025-12-06
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PFOA在零价铁(Fe0)上的催化反应机理:基于密度泛函理论(DFT)的研究
该研究聚焦于全氟辛酸(PFOA)在零价铁(Fe0)催化下的降解机制,通过密度泛函理论(DFT)计算结合表面吸附分析,揭示了催化剂对反应路径的关键调控作用。研究团队基于前期关于PFAS在过渡金属表面吸附的成果,首次系统性地对比了PFOA在溶液状态与Fe0(110)晶面吸附态下的降解动力学差异,并提出了全新的脱氟反应路径。在问题背景层面,PFAS因其强C-F键(约5 eV键能)而表现出异常高的化学稳定性,传统水处理技术难以有效分解这类化合物。尽管活性炭吸附和离子交换树脂等技术能去除水体中的PFAS,但这些方法存在二次污染风险。因此,开发高效、低成本的催化降解技术成为环境科学领域的重点攻关方向。零价
来源:Journal of Catalysis
时间:2025-12-06
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在具有空间位阻的NHC聚合物上负载的非均相Pd催化剂催化下,1,3-丁二烯选择性二聚化为1,3,7-辛三烯
近年来,化学合成领域针对1,3-丁二烯的定向二聚反应持续开展研究。传统方法主要依赖均相钯催化剂体系,存在催化剂回收困难、金属活性物种易团聚等问题。本文创新性地提出将受阻N-杂环卡宾配体(NHC)与超交联聚合物网络(HCP)结合,形成新型异相催化体系,在工业化学领域具有重要应用价值。研究团队基于前期关于NHC配体与HCP材料相互作用的探索基础,重点突破异相催化剂设计的关键技术瓶颈。通过Scholl耦合反应构建的HCP-NHC-B材料,实现了配体与载体的高度共价结合。该材料不仅具备传统固体酸催化剂的稳定结构,其三维网络拓扑特征还能精准调控金属活性中心的电子环境与空间构型。实验表明,在优化的反应条件
来源:Journal of Catalysis
时间:2025-12-06
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关于苯甲醛在铜电催化剂上氢化的机理研究:局部溶剂环境的作用
姜崇辉|曹浩|刘青阳|姚振|林伟|王阳刚南方科技大学化学系及广东省催化化学重点实验室,中国广东省深圳市518055摘要芳香醛的电催化氢化是实现生物质原料增值的一条有前景的途径。然而,由于对操作条件下反应机制理解不足,实现高效和选择性的醛类氢化仍然具有挑战性。在这项研究中,我们揭示了电催化氢化性能与局部溶剂环境之间的强烈相关性。我们发现,羰基氧附近的亲水区域通过Eley–Rideal(ER)机制促进氢化反应,其中溶剂水分子直接参与反应。相比之下,具有刚性氢键网络的疏水界面会抑制碳位点的ER基氢化反应。只有当氢键网络变得松弛时,才能通过ER途径激活碳的氢化。这些机制洞察阐明了溶剂环境如何决定芳香醛
来源:Journal of Catalysis
时间:2025-12-06