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  • 离子束辐照聚偏氟乙烯-氧化镍纳米复合材料实现高效电磁屏蔽与微波吸收

    面对日益严重的电磁污染问题,有效电磁干扰(EMI)屏蔽技术对现代电子设备的可靠运行至关重要。聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种轻质铁电聚合物,虽具有偶极极化特性,但其较低导电性和有限吸收能力限制了屏蔽性能。本研究通过将半导体氧化镍(NiO)纳米颗粒嵌入PVDF基质,并结合100 MeV氧离子在不同注量下的辐照处理,系统评估了纳米复合材料的EMI屏蔽效能。NiO的引入增强了界面极化与吸收机制,弥补了纯PVDF的缺陷。采用溶液浇铸法制备厚度为210±10 μm的纳米复合薄膜,并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及能量色散谱(EDS)对其物相、结

    来源:Polymer Composites

    时间:2025-09-23

  • 一种基于生物医学原理的界面设计策略:通过在碳纤维上生长Mg(OH)2-多巴胺三维结构来制备碳纤维复合材料

    摘要 碳纤维(CF)表面较为光滑且化学性质不活跃,这导致其在复合材料中的界面性能较差,从而限制了其实际应用。在碳纤维表面构建三维(3D)结构界面层是一种提高其化学惰性的有效方法。然而,将二维纳米增强材料牢固地附着在碳纤维表面并使其均匀分散仍然是一个关键挑战。本研究首先采用原位聚合技术将多巴胺(PDA)涂覆在碳纤维表面。利用PDA中的 catechol 基团和弱亲电性的 Mg2+,通过配位键作用,在 PDA 改性的碳纤维表面原位生长 Mg(OH)2 纳米片层。在碳纤维与树脂的界面处成功构建了无机-有机三维结构界面层,这得益于物理和化

    来源:Polymer Composites

    时间:2025-09-23

  • 钴铈氧化物协同催化CO2加氢制乙醇:氧空位与钴物种的协同机制及性能提升

    通过调控钴(Co)与铈(Ce)的摩尔比例,研究人员构建了一系列CoCeOx复合氧化物催化剂,用于催化二氧化碳(CO2)加氢生成乙醇。实验发现,降低Co/Ce比例可促进氧空位(oxygen vacancies)形成,增强CO2的吸附与活化,但会削弱氢气(H2)的解离能力。当Co/Ce比例为1时,催化剂在235°C和2兆帕(MPa)反应条件下表现出最优性能:CO2转化率达51.4%,乙醇选择性为12.3%,时空产率(STY)达到1.40毫摩尔乙醇每克催化剂每小时(mmolEtOH·gcat−1·h−1)。利用原位漫反射红外光谱(in situ DRIFTS)技术,研究揭示了氧空位与钴物种间的协同机

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-09-23

  • 揭示锰取代在纳米铸造钴氧化物中的作用及其对碱性水电解性能的影响机制

    引言绿色氢能是实现2050年碳中和目标的关键载体,而水电解制氢技术中的氧析出反应(OER)因其缓慢的动力学和较高的过电位成为主要瓶颈。钴基氧化物是广泛研究的OER电催化剂,但其高成本和低导电性限制了大规模应用。锰(Mn)作为地壳丰度高、价格低廉的过渡金属,被用于部分替代钴以调控材料性能,然而其在钴氧化物结构中的作用仍存在争议。本研究通过纳米铸造(nanocasting)方法构建了一系列具有明确组成和结构的介孔钴锰氧化物(Co3-xMnxO4),旨在系统阐明Mn取代对材料结构、电子性质及OER性能的影响。结果与讨论通过硬模板法(SBA-15硅模板)合成了具有不同Co:Mn比例(如32:1、16:

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-09-23

  • 综述:炔烃HCN替代物催化氢氰化反应的进展与挑战

    Graphical Abstract本综述聚焦于无需直接使用氢氰酸(HCN)的炔烃氢氰化反应新策略,重点讨论能够实现HCN替代物应用的催化体系。涵盖过渡金属催化和无金属两类方法,特别关注在末端及内炔反应中区域选择性与立体选择性的控制——这是实现乙烯基腈实际合成的关键挑战。Abstract炔烃氢氰化为合成高价值乙烯基腈类化合物提供了原子经济性高且直接的路径。然而传统方法依赖剧毒且易挥发的氢氰酸(HCN)。近十年来,研究者大力开发以HCN替代物(即可更安全、更实用地提供氰基的化合物)为基础的催化氢氰化方案。这类替代物涵盖仍具毒性但挥发性较低的试剂(如氰醇、三甲基硅氰/TMSCN)以及无毒的有机腈和

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-09-23

  • 综述:利用非共价相互作用在分子和超分子有机催化中实现选择性和反应性:计算化学的视角

    图形摘要 本综述涵盖了在分子和超分子有机催化框架中合理操控非共价相互作用的优势,这些应用涉及手性催化、光氧化还原催化中的电子供体-受体反应,以及在自组装胶囊和笼状结构中的转化过程。 摘要 非共价相互作用(如氢键、卤素键、疏水效应、π堆积等)在生物催化中起着重要作用,其在化学催化中的应用在过去二十年里得到了快速发展。尽管这些相对复杂的相互作用

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-09-23

  • 电子自旋极化促进了尿素氧化反应

    在当前的研究中,科学家们关注的是尿素氧化反应(UOR)在不同电子自旋状态下的表现差异。这项研究揭示了自旋极化对UOR的影响,尤其是在催化材料的结构和反应路径方面。尿素氧化反应是一种重要的电化学过程,广泛应用于废水处理和氢气生产。由于其较低的热力学平衡电位,尿素比直接水分解更适合用于氢气的生成。然而,传统的催化剂在反应过程中常常面临效率低下和选择性差的问题,这主要是由于反应路径中氮氮偶联步骤缓慢,导致过度氧化和不期望的副产物形成。研究发现,当催化剂表面处于自旋对齐状态时,尿素更倾向于通过其氧原子进行吸附,并沿着一个分子内的反应路径进行反应,这有助于生成目标产物如氮气(N₂)和二氧化碳(CO₂)。

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-09-23

  • 胺催化二羟基丙酮醛醇加成反应:开发生物基阻燃剂新策略及其工业应用潜力

    本研究开发了一种创新型催化方法,利用源自己糖或甘油氧化产生的三碳糖——二羟基丙酮(Dihydroxyacetone, DHA)为原料,合成可持续磷系阻燃剂(Phosphorus-based Flame Retardant, PFR)。研究团队系统考察了烷基胺催化剂在DHA自醛醇加成反应中的性能,发现短链非官能化仲胺和叔胺在反应活性和分支选择性方面表现最佳。最终选择三乙胺(Et3N)进行工艺优化,在10升规模反应体系中采用500克/升DHA浓度和1摩尔%催化剂用量,实现了109克/(升·小时)的卓越生产效率——较现有技术提升约7.5倍。反应生成的树枝状酮糖(Dendroketose)经氢化转化获

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-09-23

  • Cr(II)/二氧化硅催化剂中烷烃C–H键活化机制及其聚合引发行为的氧化标记研究

    本研究通过氧化标记法揭示了Phillips二价铬催化剂(Cr(II)/silica)活化烷烃C–H键的创新机制。实验表明,传统视为惰性的烷烃和芳香烃溶剂能在Cr(II)位点上发生化学吸附,生成可能具有反应活性的烷基铬物种。将催化剂暴露于干燥空气30秒进行淬灭后,检测到多种氧化产物,这为活性烷基链的存在提供了直接证据。通过调整铬-烷烃反应顺序和时间参数,研究人员验证了多种反应路径。特别值得注意的是,工业应用的Cr(II)催化剂通常在烷烃溶剂中储存后与乙烯接触,该发现为实际生产中的引发机制提供了新视角。研究还发现催化剂与烯烃反应时优先选择烯丙位氢(allylic H)进行活化,空气淬灭后获得的氧化

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-09-23

  • 基于Co4(SO4)4簇金属卟啉框架的CoM-NSC材料实现高效氧电催化

    研究人员通过热解新型Co4(SO4)4簇基金属卟啉框架(Co4-M-MOFs,M=Co/Zn),成功制备出双金属硫掺杂氮碳材料(CoM-NSC)。其中与碳纳米管复合的CoCo-NSC材料展现出卓越的双功能氧电催化性能:在0.1 M KOH中氧还原反应(ORR)半波电位达0.88 V(vs. RHE),在1.0 M KOH中氧析出反应(OER)过电位仅286 mV(10 mA cm−2)。该材料同时具备优异的甲醇耐受性和长期稳定性。在锌空电池测试中,其峰值功率密度高达250 mW cm−2,显著优于贵金属基准组合Pt/C+RuO2(137 mW cm−2)。该研究为设计高性能硫掺杂M–N–C电催

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-09-23

  • 利用激光诱导击穿光谱法对固定床反应器中催化剂进行元素分析

    在当今社会,随着全球能源需求的不断增长和气候变化的加剧,推动化学生产更加可持续已成为科研的重要目标。异相催化在这一领域扮演着关键角色,据统计,约有90%的化学品生产依赖于固体催化剂。然而,这些复杂的催化剂材料具有高度动态的特性,其在反应器中的表现会受到温度、压力和反应物组成变化的影响。这些变化会改变催化剂的表面和体相结构、活性位点类型以及电子性质。因此,了解催化剂在反应过程中如何发生变化,对于建立一致的反应机理和结构-活性关系至关重要,这将有助于设计更加环保和高效的过程。为了更好地理解催化剂在反应条件下的行为,研究者们正在探索多种原位和操作条件下进行表征的技术。其中,激光诱导击穿光谱(LIBS

    来源:ChemCatChem

    时间:2025-09-23

  • 以废治废策略构建AlOOH/Al2O3分级空心结构吸附剂实现甲基蓝高效去除

    通过水热法利用锌湿法冶金产生的铝残渣制备的硫酸铝(Al2(SO4)3)为前驱体,成功构建了具有分级空心结构的AlOOH和Al2O3材料。这些由纳米片组成的独特空心球结构提供了高比表面积,对甲基蓝染料展现出卓越的去除能力和快速吸附速率——吸附过程可在10分钟内达到平衡。AlOOH和Al2O3空心结构的最大吸附容量分别为224.85 mg·g−1和415.53 mg·g−1。吸附行为符合伪二级动力学模型(Pseudo-second-order model),并能通过Redlich-Peterson等温模型准确描述。此外,这两种空心球结构材料还表现出良好的再生性能。该研究开发的空心球结构材料具有成本

    来源:Canadian Journal of Chemical Engineering

    时间:2025-09-23

  • 利用棕榈酸钠绿色合成Ni/Al2O3催化剂用于CO2甲烷化的新策略及其催化性能研究

    1 引言温室气体(GHG)排放的增加主要源于化石燃料的使用,其中二氧化碳(CO2)占比超过77%,且在大气中滞留时间较长。CO2的捕获、储存与利用成为控制温室效应的关键手段,其中CO2加氢甲烷化(即Sabatier反应)可将CO2转化为甲烷(CH4)及其他能源载体。该反应需在催化剂作用下进行,镍基催化剂(Ni/Al2O3)因成本低、活性高而被广泛应用,但其存在镍分散性差、烧结和积碳等问题。传统浸渍法合成催化剂时可能伴随氮氧化物(NOx)排放,而本研究首次利用棕榈酸钠的絮凝特性,通过离子交换隔离镍纳米颗粒并使其均匀分散在氧化铝(Al2O3)载体上。棕榈酸钠作为一种阴离子表面活性剂,可通过胶束结构

    来源:Canadian Journal of Chemical Engineering

    时间:2025-09-23

  • 溶液燃烧法合成NiMoO4纳米结构:材料合成参数对碱性介质中析氧反应电催化活性的影响

    引言:随着温室气体排放的加剧和化石燃料的过度消耗,开发清洁、可再生和可持续的能源战略已成为全球关注的焦点。水电解作为一种潜在的氢能生产技术,因其可将水分子分解为氢气和氧气而备受关注。然而,该过程的大规模应用仍面临成本高、催化剂材料昂贵以及析氧反应(OER)动力学缓慢等挑战。在酸性水电解槽中,贵金属基电极材料成本高昂;而在碱性体系中,尽管可使用成本较低的材料,但OER的缓慢动力学仍限制了其效率。因此,开发高效、稳定且成本低廉的OER电催化剂具有重要意义。在各类候选材料中,过渡金属氧化物因其低成本、高催化活性、热力学稳定性以及易于合成和放大等优势而被广泛研究。其中,镍基氧化物(如NiO)因其对OE

    来源:Canadian Journal of Chemical Engineering

    时间:2025-09-23

  • 综述:MXene与III族氮化物半导体的集成:近期进展与展望

    MXene与III族氮化物半导体的协同创新引言III族氮化物半导体(GaN、InN、AlN)因其可调的直接带隙、高电子迁移率、优异的热稳定性和化学稳定性以及高击穿电压等特性,在光电子和功率电子领域展现出巨大潜力。然而,晶格失配、缺陷形成以及接触界面问题限制了其器件性能的进一步提升。近年来,二维MXene材料因其独特的金属导电性、可调的功函数、溶液可加工性以及形成清洁范德瓦尔斯界面的能力,为克服这些挑战提供了新的解决方案。MXene的合成与特性MXene通常通过选择性蚀刻MAX相前驱体(如Ti3AlC2)中的Al原子层制备,化学通式为Mn+1XnTx(n=1-4),其中M代表过渡金属(Ti、Nb

    来源:Laser & Photonics Reviews

    时间:2025-09-23

  • 高速集成量子密钥分发(QKD)收发器的光子-电子协同设计 中文标题

    量子密钥分发(Quantum Key Distribution, QKD)在过去几十年中取得显著进展,正逐渐从实验室走向工业化。这一转变过程对集成化、低成本、可大规模生产的QKD设备提出了迫切需求。本研究通过将激光二极管(laser diode)、QKD编码光子芯片(photonic chip)及其关联电子驱动芯片(electronics driver chips)进行系统集成,成功将QKD发射端从多个庞大分立元件压缩为尺寸仅数厘米的集成模块,同时将发射端调制速率提升至3.33 GHz。基于该集成发射器,研究团队在100 km标准光纤信道中实现了QKD传输,并在该距离下创造了2.82 Mbps

    来源:Laser & Photonics Reviews

    时间:2025-09-23

  • 无机械变色Cu4I4复合闪烁体实现高效X射线激发发光与高分辨率三维成像

    研究人员通过刚性二苯基-2-吡啶基膦配体构建了新型八面体结构铜碘簇(Cu4I4)复合物,突破了传统立方烷结构的局限。分子间π-π堆积作用(πPh-πPh/πPy-πPh)有效抑制了簇中心三线态(3CC)的结构畸变,促进辐射型金属-卤素配体电荷转移(3(M+X)LCT)发光。微小的单重态-三重态能隙(ΔEST)同时激活热激活延迟荧光(TADF)和磷光双通道发射,使材料具备短寿命、高量子产率(PLQY达87.77%)特性,X射线相对光输出超越商用BGO(Bi4Ge3O12)闪烁体2.5倍。基于该材料开发的柔性闪烁薄膜展现出超过20线对/毫米的空间分辨率,成功实现复杂工业部件的精确三维断层扫描成像,

    来源:Laser & Photonics Reviews

    时间:2025-09-23

  • 美国房主草坪景观维护实践与推广资源利用研究:基于多州调查的扩展服务优化策略

    美国土地赠予大学最具公众影响力的扩展服务(Cooperative Extension)体系,长期提供基于科研的农业(agriculture)、园艺(horticulture)及家居生活指导。本研究通过堪萨斯州立大学设计的50题问卷,依托亚马逊机械土耳其(Amazon Mechanical Turk)平台历时288天(2023-2024年)开展12州调研,揭示房主草坪景观维护行为与扩展资源使用态势。数据显示多数房主自主进行景观维护,58%每周投入2-5小时户外作业。近半数受访者将亲友作为主要信息渠道,仅6%优先采用扩展资源。约53%的房主知晓扩展服务提供相关指导,但在知情群体中,18%认为信息检

    来源:Natural Sciences Education

    时间:2025-09-23

  • AquaCrop模型在不同参考蒸散方程下的性能研究:以模拟小麦的生长和产量为例

    摘要 en此链接指向英文版内容 fr此链接指向法文版内容 本研究评估了AquaCrop模型在模拟小麦产量、干物质含量及蒸散量方面的性能,考虑了不同的灌溉水平(50%、75%和100%的需水量)和播种密度(120–280 kg/ha)。模型通过九种蒸散量(ET₀)计算公式进行验证,包括Penman–Monteith (PM)、Penman–FAO (PFAO)、Hargreaves–Samani (HS)、Blaney–Criddle (BC)、Turc、Evaporation Pan (PAN)、Jen

    来源:Irrigation and Drainage

    时间:2025-09-23

  • 早熟抗旱玉米与发芽指数保险捆绑下的延迟播种行为及其福利效应研究

    利用独特的地理定位与时间戳面板数据,研究人员探究了肯尼亚农民如何针对一种新型风险缓解组合——早熟抗旱玉米种子(early-maturing drought-tolerant maize)与发芽降雨保险(germination rainfall insurance)调整播种时间。研究发现,重复使用该组合的农户倾向于更晚播种且时间窗口更集中,这一行为模式符合对种子早熟特性(early maturation trait)的学习与信任过程。平均而言,这种田间调整导致玉米后续发芽阶段(germination stage)获得更多降雨,从而减少保险总赔付额。这种针对干旱风险新保护措施的行为调整,因此显现为

    来源:Agricultural Economics

    时间:2025-09-23


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