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界面限定的硫化冶金(ICSM):从废弃的CdTe光伏材料中可持续回收高纯度的Te/Cd/Sn及玻璃
CdTe薄膜太阳能电池作为光伏设备的核心组件,已经在全球范围内商业化应用超过30年,累计装机容量已超过30吉瓦。随着这些设备逐渐进入退役阶段,自2010年以来,拆解和回收工作迅速增加,显示出从退役模块中回收重要材料的巨大潜力。然而,CdTe薄膜太阳能电池具有超精密的结构,其功能层如CdTe/CdS/SnO₂在玻璃基板上以微米级厚度沉积,这种结构复杂性和极低的金属浓度给金属回收带来了显著的技术挑战。当前的回收技术无论是文献研究还是实际应用,都存在回收成分不充分和二次废弃物产生等问题,迫切需要更先进的分离技术来解决这些问题。本文提出了一种创新的回收工艺,实现了多组分的高效回收,包括完整的玻璃基板、
来源:Sustainable Materials and Technologies
时间:2025-08-27
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用于纺织废水处理的Phanerochaete chrysosporium双功能废弃真菌颗粒:一种“以废治废”的策略
本研究聚焦于纺织废水处理中的一个关键问题,即如何高效且可持续地去除合成染料,特别是甲基蓝(Methylene Blue, MB)。纺织废水是全球工业污染的主要来源之一,其中含有大量难以降解的有机化合物和重金属,对生态环境和人类健康构成严重威胁。传统的废水处理技术,如混凝、絮凝和高级氧化等,往往成本高昂、效率有限,并且容易产生二次污染。相比之下,吸附法因其操作简便、去除效率高而被广泛采用,但其吸附剂的制备成本和不可再生性限制了其大规模应用。因此,寻找一种经济、环保且高效的吸附材料成为当前研究的重点。本研究提出了一种创新的“废物处理废物”策略,即利用先前用于处理炼油废水、重金属和硒化合物的**Ph
来源:Sustainable Materials and Technologies
时间:2025-08-27
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通过高效微波诱导的碳热冲击法在熔盐中合成木质粉体制备的多孔碳材料,用于染料去除
这是一项关于利用农业和林业废弃物制备活性炭材料的研究,重点探讨了通过微波诱导化学活化方法在熔盐体系中快速、经济地合成活性炭的可行性。研究团队使用了松木粉作为原料,KHCO₃作为微波吸收剂和活化剂,ZnCl₂-KCl熔盐作为反应介质,从而实现高效的活性炭合成。该研究不仅在材料科学领域具有重要意义,也在环境治理和资源循环利用方面展现出广阔的应用前景。农业和林业废弃物,如松木粉、木屑等,是生物质碳材料的重要来源。这类材料在碳化过程中能够形成发达的孔隙结构和丰富的含氧官能团,使其成为理想的吸附材料。传统的活性炭制备方法通常需要高温长时间的处理,不仅耗能高,而且对环境影响较大。相比之下,微波诱导化学活化
来源:Sustainable Materials and Technologies
时间:2025-08-27
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纳米晶304不锈钢板在服役过程中,其抗腐蚀性能和拉伸性能得到同步优化,同时对较低应变率的敏感性也有所降低
纳米/超细晶结构材料自20世纪80年代以来已受到广泛研究,然而在实际工程应用中仍面临诸多挑战。其中,一个关键问题在于这些材料在服役过程中难以同时提升其抗腐蚀性能和拉伸性能。在实际使用环境中,结构材料通常会同时受到拉伸应力和腐蚀作用的影响,而这两者之间的相互作用往往会削弱材料的性能。因此,如果纳米/超细晶结构材料的性能提升没有考虑到这种相互作用,那么这些性能是否能在实际服役过程中同步优化,仍然存在疑问。为了应对这一问题,本研究采用严重轧制技术制备了纳米晶304不锈钢板(NCP-304),并将其与传统多晶304不锈钢板(TPC-304)进行了对比。研究主要关注了在应变率范围1.52×10⁻⁴ s⁻
来源:Sustainable Materials and Technologies
时间:2025-08-27
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碳纳米材料对钢纤维增强沥青混凝土自修复性能的影响:从电学和热学的角度探讨
在现代道路建设与维护领域,提高沥青混凝土的自修复能力成为一项重要的研究方向。传统被动维护方法,如裂缝填充、路面翻新和原位热再生,虽然在一定程度上能够延长道路使用寿命,但往往难以及时有效地应对微观损伤。而自修复能力则能够实现对微小裂缝的快速修复,从而避免结构恶化,提升道路的耐久性与使用寿命。这一特性不仅有助于缓解城市道路的维护压力,还契合绿色交通发展的核心目标。然而,普通沥青混凝土在自然环境下的自修复性能较为有限,主要是由于沥青结合料的流动性不足,导致其在高温环境下无法有效流动并填充裂缝。为了解决这一问题,近年来研究者们尝试通过引入功能性填料来增强沥青混凝土的自修复能力。碳纳米材料因其优异的导电
来源:Sustainable Materials and Technologies
时间:2025-08-27
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一项关于基于声誉的点对点共享交易策略在农村分布式能源存储中的应用研究
在中国的农村地区,多数家庭难以负担高质量的能源。随着农村能源存储设备的广泛应用,利用闲置农业机械电池(IAMB)进行电力交易可以显著降低农村家庭的能源负担。然而,农村地区缺乏适当的能源存储交易模型,导致其发展停滞。本文提出了一种基于农村生产与生活模式的分布式能源存储(DES)点对点(P2P)共享交易模型,并引入了基于声誉的定价机制,以确保交易的可靠性和公平性。研究结果显示:1)基于拍卖理论的声誉高低匹配机制使年能源消费成本降低了91%;2)与传统拍卖模型相比,引入声誉模型提高了市场效率超过5%,并使总社会福利提高了20%以上;3)成本降低在不同家庭类型中存在差异:农业家庭(AH)年能源成本降低
来源:Sustainable Futures
时间:2025-08-27
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综述:间接太阳能干燥系统计算工具的进步:全面综述
太阳能干燥技术作为一种可持续且节能的替代方案,正逐渐取代传统的开放式阳光干燥方法。与传统方式相比,太阳能干燥不仅能够提高干燥速度,还能有效减少污染,改善产品品质。在间接太阳能干燥(Indirect Solar Dryer, ISD)系统的设计与性能提升方面,计算建模已成为不可或缺的工具。本文系统地分析了25种计算工具,包括ANSYS Fluent、MATLAB、COMSOL Multiphysics、TRNSYS和RETScreen等,探讨它们在模拟、优化和预测ISD系统性能方面的应用。研究结果表明,这些工具在不同操作条件下对ISD系统的性能评估具有重要作用。例如,ANSYS Fluent被证
来源:Sustainable Energy Technologies and Assessments
时间:2025-08-27
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全球首都城市中接近零排放电动汽车充电站的混合可再生能源系统的经济优化
随着全球对可持续能源和清洁能源技术的重视程度不断提高,电动汽车(EV)的普及率也在迅速上升。与此同时,电动汽车充电站的需求也随之增长,这给电力系统带来了新的挑战。如何在满足日益增长的充电需求的同时,确保电力供应的可靠性并实现低碳甚至零碳排放,成为能源规划者和研究人员关注的焦点。本研究旨在通过优化混合可再生能源系统,分析全球范围内不同国家首都城市在为电动汽车充电站提供清洁电力方面的经济表现,并探讨在不同地理和经济条件下,实现近零排放充电的可行性和成本效益。在当前的全球能源格局中,电力需求的增长主要受到人口扩张、工业活动增加以及技术进步的推动。特别是在交通运输领域,电动汽车的普及正在显著增加对电力
来源:Sustainable Energy Technologies and Assessments
时间:2025-08-27
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超快激光诱导碳纤维材料周期性表面结构的数值模拟与实验研究
这项研究介绍了一种新型的磁性可回收的漆酶生物催化剂,该催化剂通过将**Trametes versicolor**来源的漆酶共价结合到经过氨基氧化修饰的丙烯酸织物表面,并进一步覆盖镍铁氧化物(NiFe₂O₄)纳米颗粒,从而构建了Lac@TAC@NiFe₂O₄的复合体系。该系统的开发旨在解决传统酶催化剂在工业废水处理和绿色生物催化应用中的关键问题,包括酶的不稳定性、难以回收以及在极端条件下的活性下降。研究结果表明,该复合材料不仅在物理和化学性质上具有显著优势,而且在实际应用中展现出优异的性能,为环境治理和工业催化提供了新的解决方案。### 1. 问题背景与研究意义在当前的工业生产过程中,合成有机染
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-27
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等离子体处理弹性体复合材料的表面改性效果及活化稳定性的评估
在当前的工业和环境治理领域,合成有机染料的污染问题日益严重,尤其是某些难以降解的染料,如偶氮染料和三苯甲烷染料,它们因其广泛的应用和对环境的持久影响而成为亟需解决的污染源之一。这些染料不仅对水体造成颜色污染,还可能释放出有毒物质,影响生态系统的健康,并对人类健康构成潜在威胁。因此,开发高效、环保且可重复利用的生物催化剂对于治理这些污染具有重要意义。本文介绍了一种新型的磁性可回收的漆酶生物催化剂,该催化剂通过将漆酶酶固定在经过化学修饰的聚丙烯腈织物上,并进一步涂覆镍铁氧化物纳米颗粒(Lac@TAC@NiFe₂O₄),实现了对染料的高效降解。这种生物催化剂不仅具有优异的稳定性,还展现出良好的重复使
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-27
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通过功能性丙烯酸-镍铁氧体杂化载体制备的可回收、可持续使用的漆酶生物催化剂
本研究开发了一种新型的磁性可回收的漆酶生物催化剂,通过将**Trametes versicolor**的漆酶共价固定在经过氨基氧化修饰的丙烯酸织物上,并在其表面覆盖镍铁氧化物纳米颗粒(Lac@TAC@NiFe₂O₄)。这种复合支持材料不仅具有增强的磁性特性,还具备较高的酶负载能力(达到82%)和改善的结构稳定性。通过一系列表征手段,研究人员确认了该材料的改性成功、纳米颗粒的沉积以及漆酶的固定效果。实验结果表明,固定后的漆酶在广泛的pH值和温度范围内表现出优异的活性保持能力,并且对有机溶剂具有更高的耐受性。特别是在15次重复使用后,该系统仍能保持超过79%的初始活性;在60天的储存期后,其活性仍
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-27
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梯度纳米晶SiC结构设计:晶界介导的变形机制及梯度方向的敏感性
在当前环境治理和工业生产过程中,如何高效、可持续地处理污染物,尤其是难以降解的合成有机染料,已成为全球关注的重要课题。针对这一挑战,本研究提出了一种创新性的生物催化剂系统,通过将**Trametes versicolor**(白腐菌)的**漆酶**(laccase)以共价方式固定在**氨基氧化修饰的聚丙烯腈织物**表面,并进一步在其上覆盖**镍铁氧化物纳米颗粒**(NiFe₂O₄),构建出一种磁性可回收的生物催化剂——Lac@TAC@NiFe₂O₄。这一系统不仅在结构稳定性、酶负载能力和磁性回收性能方面表现出显著优势,还在实际应用中展现出高效降解染料的能力,为工业废水处理和绿色生物催化技术提供
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-27
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通过氧等离子体处理TiN底电极,调节TiN/Hf0.5Zr0.5O2/TiN电容器中的铁电性能
在当前快速发展的半导体行业中,高性能、低功耗以及多功能的电子器件需求日益增长。其中,铁电材料因其独特的电荷存储能力,成为下一代非易失性存储器(NVM)和逻辑器件的重要候选材料。作为铁电材料研究的热点之一,铪氧化物(HfO₂)因其高介电常数、良好的热稳定性以及与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的兼容性,受到了广泛关注。然而,HfO₂的铁电性在某些条件下并不稳定,因此研究者们开始探索其与锆的合金体系,如HfₓZr₁₋ₓO₂(HZO),以优化其铁电性能。HZO在x≈0.5时表现出显著的铁电性,这使其成为替代传统动态随机存取存储器(DRAM)的关键材料。为了实现这一目标,研究人员不仅关注HZO本身
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-27
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经过等离子体改性的聚丙烯薄膜,表面涂覆了掺杂P的TiO₂,用于光催化水净化:等离子体参数对可见光驱动活性的影响
王友斌|杨文宇|辛彦晨|孟圆圆|高峰|姚翔|魏世强|曾建民|王兆东中国广西大学资源环境与材料学院有色金属及特色材料加工重点实验室,南宁530004摘要阳极氧化铝(AAO)薄膜被认为是铝离子电池(AIBs)阳极的一种有前景的固体电解质界面(SEI)。然而,铝阳极中固有的杂质镓(Ga)可能会导致界面失效,从而降低AIBs的效率。本研究使用扫描电化学显微镜(SECM)原位研究了Ga引起的AAO局部腐蚀行为。SECM图谱显示,Ga的富集会增加局部腐蚀电流密度,且Ga富集区与蚀坑的形成位置一致。XPS分析证实,Ga在Al₂O₃中形成了导电区域,促进了选择性溶解。Ga对AAO的生长产生了双重影响:一方面增
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-27
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设计用于光伏应用的新型反钙钛矿衍生物Ra3BiA′3(A′ = F、Cl、Br、I):基于密度泛函理论(DFT)的研究
本研究提出了一种原子位置分裂的方法,用于设计新型的抗钙钛矿衍生材料Ra₃BiA'₃(A' = F, Cl, Br, I)。这些材料基于立方抗钙钛矿结构X₃BA,通过将A位点的阴离子从角落位置转移到边中心位置,从而改变其晶体结构。这种结构调整不仅有助于优化材料的物理性能,还可能为新型太阳能电池材料的开发提供理论依据。在材料科学领域,钙钛矿结构因其优异的光电性能而备受关注。传统钙钛矿材料如APbX₃(A = Cs⁺, CH₃NH₃⁺, CH(NH₂)₂⁺;X = Cl⁻, F⁻, I⁻)具有三维的角落共享[PbX₆]八面体结构,这种结构赋予了它们卓越的光吸收能力,使得它们在太阳能电池中的应用取得了
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-27
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利用中空聚苯胺微球增强NH₃的检测能力
氨气(NH₃)作为一种常见的工业气体和人体代谢产物,其检测在环境监测和医疗诊断领域具有重要意义。随着社会的发展,工业生产、农业活动以及建筑施工等过程中不断释放的氨气,对大气环境和人类健康构成了潜在威胁。同时,氨气也是评估肾功能异常和临床诊断的重要生物标志物之一。因此,开发一种结构简单、便携性强、能够实现快速反馈的氨气传感器,成为当前研究的重点。为了满足这一需求,研究者们不断探索新型的高灵敏度氨气敏感材料,其中导电聚合物因其易于合成、成本低廉、电导率高以及良好的化学稳定性等优点,逐渐成为研究热点。导电聚合物在氨气检测中的应用主要依赖于其化学电阻型传感机制。当氨气分子与导电聚合物表面的活性位点发生
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-27
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通过添加基于硅酸盐的生物陶瓷,显著提升了微弧氧化涂层ZM21镁合金的生物性能
K Ajaya Kumar Reddy | K Renuga Devi | Sreekanth Dondapati印度金奈Vellore理工学院机械工程学院,邮编600127摘要将生物陶瓷集成到表面涂层中,对于提高镁合金在生物医学应用中的生物性能引起了极大的兴趣。在本研究中,使用微弧氧化(MAO)技术对ZM21镁合金进行了涂层处理,并掺入了三种硅酸盐基生物陶瓷:硅灰石(CaSiO₃)、纤锌矿(Zn₂SiO₄)和硬硅石(Ca₂ZnSi₂O₇)。系统地研究了这些生物陶瓷对涂层微观结构、电化学和生物特性的影响。表面表征结果显示,生物陶瓷的加入显著改变了涂层的形态、粗糙度和相组成。电化学分析表明,所有
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-27
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通过钴离子修饰的手性碳点实现吸附能力和催化活性的协同增强
李文文|张梦玲|胡涛|舒慧文|李浩|于海洲|董佳慧|刘阳|黄慧|康振辉中国江苏省苏州市苏州大学功能纳米与软材料研究所(FUNSOM)仿生界面材料科学国家重点实验室,邮编215123摘要手性纳米酶不仅具有纳米材料独特的物理化学性质和酶模拟活性,还表现出与手性相关的立体选择性。然而,由于其复杂的合成过程以及较低的催化活性和选择性,其实际应用仍受到限制。本文合成了钴离子(Co2+)修饰的手性碳点(Co-L-/D-CDs)。这些修饰后的Co-L-/D-CDs不仅增强了其类似酶的催化活性,还具备了手性催化特性。实验结果表明,随着Co2+浓度的增加,Co-L-/D-CDs的催化活性显著提升。当Co2+浓度
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-27
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具有高机械性能的PEDOT:PSS/氮掺杂还原氧化石墨烯/氧化铁(PEDOT:PSS/N-rGO/Fe₃O₄)纳米复合薄膜制成的绿色电磁干扰屏蔽层
Z. Mohamed|B.A. Al-Asbahi|H. Baqiah|A.G. El-Shamy埃及塞得港大学理学院物理系,塞得港42522摘要 1),还因为其总屏蔽效率应大于30分贝(SET 30 dB),同时具有显著的吸收效果和极低的二次反射。因此,这种屏蔽材料被认为是保护内部物体而对外部环境无害或危害较小的理想选择。本文介绍了一种优秀的可弯曲、柔韧、轻质、易于加工的绿色电磁干扰(EMI)屏蔽材料——纳米复合膜PEDOT:PSS/氮掺杂还原氧化石墨烯/氧化铁(PP/N-rGO/Fe3O4)。研究了氮掺杂还原氧化石墨烯(N-rGO/Fe3O4)(质量百分比)对薄膜表面形态、电导率(σ)、E
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-27
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复合膜中的过渡金属掺杂工程:一种新型自清洁膜,具有定制的油水分离性能
李泽鑫|张俊毅|王旭豪|陈诺|陈宇曦|胡明志|王立琦|韩强|张琦|郎继辉教育部功能材料物理与化学重点实验室,吉林师范大学,四平136000,中国摘要石油泄漏和工业含油废水对生态系统中的所有生物构成了威胁。为了处理含油废水,我们在本研究中开发了一种新型的工程碳布(CC)膜,该膜负载了二氧化钛(TiO2)和过渡金属(TM)。我们报道了一种通过一步水热法简便合成的CC@TiO2@CoXNiY工程膜,该膜表现出优异的自清洁性能和定制的油水分离效果。其中,表现最优异的CC@TiO2@Co6%Ni3%膜具有158°的显著高水下油接触角(U-OCA)和99.7%的卓越油水分离效率。值得注意的是,这种工程膜在
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-08-27