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电子结构与晶格应变工程的结合,用于在高浓度电解质中实现超稳定的酸性硝酸盐电还原
摘要 硝酸盐在环境电催化作用下还原为氨(NO3→NH3)是一种可靠的途径,既能迁移硝酸盐污染物,又能同时生成有价值的氨。目前大多数研究集中在碱性/中性介质中低浓度硝酸盐的还原反应(NO3RR),而在高浓度电解液中酸性条件下的相关研究却很少。然而,大多数工业含硝酸盐废水中的环境属于强酸性环境,这与实际大规模生产的需求不符。本文合成了掺Ru的TiO2(Ru-TiO2)纳米球阵列,作为在宽浓度范围(0.1–6 M)内进行酸性NO3RR反应的超稳定且高活性电催化剂。得益于Ru掺杂带来的电子结构和晶格应变优化,Ru-TiO2在pH = 1、
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-21
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锂离子电池在电动垂直起降(eVTOL)应用中,锂在石墨阳极上的嵌入与沉积过程具有不同的动力学特性
摘要 在缺乏可行的高能量密度电池替代品的情况下,锂离子(Li-ion)电池对于实现先进的空中移动技术中的电动垂直起降(eVTOL)平台仍然至关重要。与用于电动汽车和便携式电子设备的锂离子电池不同,eVTOL电池系统在面临高功率需求的情况下运行,这需要独立评估材料退化机制。本研究通过对石墨阳极在高功率循环条件下的演变进行案例分析,发现锂原子可能被困在石墨颗粒内部,这可能是由于在eVTOL起降过程中高速放电时锂离子脱嵌不完全所致。这种现象会导致石墨比容逐渐降低,并随着时间的推移促进锂金属在阳极上的沉积。值得注意的是,本研究中观察到的锂
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-21
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机械加工会加剧LiCoO2在循环使用过程中的性能退化
摘要 研究发现,锂离子电池正极材料中的内在缺陷和循环过程中产生的缺陷在提升或降低电化学性能方面起着截然相反的作用。然而,电池制造过程中引入的机械缺陷的影响尚未得到系统研究,这些缺陷在电化学循环过程中的演变情况也尚未明确。以高能量LiCoO2正极材料为例,研究表明在工业制造过程中容易产生机械缺陷。电子显微镜分析揭示了五种主要的机械缺陷:滑移、位错、晶格畸变、拐角边界和裂纹,这些缺陷会损害电池的循环稳定性和倍率性能。在低电压循环条件下,界面退化加剧是导致性能快速下降的主要原因,这主要是由于裂纹扩展以及随之而来的正极-电解质界面(CEI
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-21
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在A位有序层状钙钛矿中通过阳离子选择性缺陷工程实现高性能可逆质子陶瓷电池
摘要 可逆质子陶瓷电池能够高效地实现化学能与电能之间的转换,从而推动可再生能源的利用。然而,要实现商业化应用,需要在中等至低温(ILT,400–600°C)下运行,但目前这一要求受到空气电极性能的限制。A位有序层状钙钛矿PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ(PBSCF)在这方面具有潜力,但在ILT条件下仍存在活性和稳定性问题。阳离子缺陷可以有效调节简单钙钛矿中的缺陷结构,从而提升电化学性能,但在具有双重A位环境的A位有序钙钛矿中,这些缺陷的具体作用尚未得到研究。本文通过设计选择性A位阳离子缺陷来调节PBSCF的性能
来源:Advanced Materials
时间:2025-08-21
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前驱体互溶性在区域选择性原子层沉积中的作用
摘要 区域选择性原子层沉积(AS-ALD)在纳米结构制备中越来越重要,前驱体的选择对于实现成功的工艺至关重要。本研究探讨了在前驱体存在的情况下(金属为Cu/CuOx),前驱体在介电材料(SiO2)上实现Al2O3沉积的作用。测试了四种不同的前驱体——二甲基铝异丙氧化物(DMAI)、三甲基铝(TMA)、三乙基铝(TEA)和三异丁基铝(TIBA)——以及苯硫醇(BT)抑制剂。BT在Cu表面形成单层,而在CuOx表面则形成由一维配位聚合物Cu-thiolate(CuBT)组成的厚晶体多层结构。研究观察到DMAI具有出色的选择性:可以在图
来源:Advanced Materials
时间:2025-08-21
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通过窄带颜色保持方案实现自我分层的彩色辐射冷却涂料
摘要 尽管被动式日间辐射冷却具有显著的节能潜力,这促使人们使用漫反射或反射性表面,但实现彩色化可以扩展其在美学和功能方面的应用。然而,在可扩展的加工过程中这带来了巨大的技术挑战。本研究提出了一种新颖的、通用的自分层方法,利用选定的窄带吸收染料制造出多种颜色的辐射冷却涂料。这些涂料只需涂覆一层即可自组装成吸收-散射双层结构,在有效显示颜色的同时将光吸收降至最低。实验表明,三种基础颜色(青色、品红色和黄色)能够实现完全的日间环境温度降低效果,其太阳反射率为93%,天空窗口发射率为0.94%。一种新开发的黑色涂料的太阳反射率达到了46.
来源:Advanced Materials
时间:2025-08-21
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制备一种高性能的原位合成N掺杂石墨烯气凝胶,该气凝胶表面覆盖有氧化铜纳米复合材料,用于超级电容器应用
在当今社会,随着非可再生能源的日益枯竭,研究者们正在积极寻找新的能量存储方案,以满足日益增长的能源需求。超级电容器作为一种新型的储能装置,因其高功率密度、快速充放电能力、低维护成本以及长循环寿命等优点,成为当前研究的热点。然而,超级电容器的性能仍受到多种因素的影响,其中电极材料的选择尤为关键。为了进一步提升超级电容器的性能,科学家们不断探索新型复合材料的合成方法,以实现更高的能量密度和更长的使用寿命。本文介绍了一种新型电极材料——氮掺杂的铜氧化物/石墨烯气凝胶(N-doped CuO/GA)复合材料的制备方法及其在超级电容器中的应用潜力。通过采用水热法,研究人员成功合成了具有高比表面积的石墨烯
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-08-21
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通过结构设计实现局域表面等离子体共振与场对准效应,显著提升ZnO/Au–CN体系的光催化H2O2生成性能
本文介绍了一种具有双重催化与热电特性的新型异质结结构,其设计基于高度对齐的氧化锌(ZnO)纳米阵列与三嗪氮化碳(C₃N₄)纳米片的结合,最终通过引入金(Au)纳米颗粒(Au NPs)进一步优化其热电催化性能。该结构被称为ZnO–C₃N₄(ZnO–CN)热电催化异质结,旨在提升过氧化氢(H₂O₂)的光催化生成效率,同时减少对昂贵能源和稀有金属的依赖。研究中还展示了该结构在实验条件下的显著性能表现,并通过系统性分析揭示了其性能提升的机理。### 引言:光催化与热电催化的重要性过氧化氢作为一种高效、环保的氧化剂,在污水处理、医疗消毒和工业漂白等多个领域有着广泛的应用。然而,传统的H₂O₂生产方法往往
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-08-21
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双层SiNx/SiO2作为抗反射涂层,用于提高钝化发射极和背接触太阳能电池的光学和电学性能
在当前全球能源结构转型的背景下,可再生能源技术正成为推动可持续发展的核心力量。其中,光伏技术作为重要的清洁能源解决方案,得到了广泛关注。硅基太阳能电池因其高转换效率、成本可控以及良好的稳定性,成为光伏市场的主要技术路线之一。近年来,通过引入先进的结构设计,如钝化发射极和背面接触(PERC)技术,太阳能电池的性能得到了显著提升。然而,如何进一步优化太阳能电池的光学与电学特性,仍然是科研与产业界关注的重点。本研究聚焦于抗反射涂层(ARC)对PERC太阳能电池性能的影响,通过比较单层硅氮化物(SiNₓ)ARC与优化的双层SiNₓ/SiO₂ ARC(DLARC)的性能,揭示了双层结构在提升光吸收和整体
来源:Energy Technology
时间:2025-08-21
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利用不对称酮类支化剂合成聚(p-三苯基N,N-二甲基哌啶鎓)
在当前的能源技术研究中,阴离子交换膜(AEMs)因其在燃料电池和水电解装置中的潜在应用而备受关注。这类膜材料不仅能够有效传导阴离子,还具有良好的碱稳定性,为实现绿色能源转换提供了重要支持。然而,AEMs的开发仍面临诸多挑战,尤其是在保证其高机械强度和离子传导性能的同时,还要避免因碱性环境导致的材料降解问题。本文探讨了一种新型的聚合物合成策略,通过使用一种独特的不对称分支单体——4-联苯基三氟甲基酮(BTK),结合其他单体如对联苯(TP)和N-甲基-4-哌啶酮(mPip),成功制备出具有高分子量和优良性能的支化聚(对联苯基-N,N-二甲基哌啶𬭩)材料,并进一步通过季铵化处理获得了具有更高离子传
来源:Macromolecular Materials and Engineering
时间:2025-08-21
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通过分子动力学模拟理解EP(D)M中的结构-性质相关性
摘要 基于乙烯和丙烯的弹性体,即EPM和EPDM,是具有多种应用的重要技术材料。当乙烯含量较低时,这些弹性体呈现完全无定形状态;而当乙烯含量较高时,则呈现中等程度的半结晶状态。此外,EP(D)M在相对较低的变形程度下就会发生拉伸诱导结晶,这一过程也与乙烯含量有关。我们通过精心设计的分子动力学(MD)模拟来研究分子结构(尤其是分子结构、结晶度与机械性能之间的复杂相互作用)对EP(D)M物理性质的影响。我们制备了具有可控结晶度的样品,并监测了在大变形过程中发生的额外结晶现象,从而深入了解该材料的变形和失效机制。此外,通过精心设计的MD
来源:Polymer Engineering & Science
时间:2025-08-21
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协同强化的纳米复合皮革涂层:由水滑石纳米片和芳纶纳米纤维增强的多相共聚物体系
摘要 通过两步制备策略开发了一种水基纳米复合皮革整理系统。首先,将层状双氢氧化物(LDH/水滑石)纳米片通过静电作用组装到芳纶纳米纤维(ANF)上,形成增强型的LDH@ANF异质结构。然后,使用对苯乙烯磺酸钠(SSS)作为单体和乳化剂,通过无表面活性剂的乳液聚合方法合成了多功能共聚物(H-P)。将LDH@ANF作为纳米增强相整合到H-P基体中,制备出了具有优异皮革整理性能的稳定纳米复合乳液(LDH@ANF/H-P)。这种纳米复合涂层使羊皮同时具备了优异的耐磨性(摩擦系数:0.13)、疏水性(接触角:108°±2.9°)、隔热性能(
来源:Polymer Composites
时间:2025-08-21
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湿热老化对短亚麻/玄武岩纤维混合复合材料力学性能的影响
摘要 由于具有出色的轻量化效果、环保性和隔热性能,植物纤维增强聚乳酸(PLA)复合材料在汽车和其他工业应用中显示出广阔的应用前景。然而,在湿热条件下性能严重下降是这类复合材料的主要局限性。混合使用高性能合成纤维为解决这一问题提供了有效途径。本研究评估了不同纤维含量注塑成型的短亚麻纤维/玄武岩纤维复合材料在湿热老化过程中的耐久性。通过将试样浸泡在25°C和40°C的蒸馏水中来研究其吸湿行为,并通过接触角测试分析了纤维和复合材料对水的润湿性。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和差示扫描量热法(DSC)研究了玄武岩纤维对复合材料老化特性
来源:Polymer Composites
时间:2025-08-21
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2.5D编织复合材料带缺口结构的纬向拉伸力学性能:Whitney–Nuismer准则的改进、仿真与实验研究
摘要 2.5D编织复合材料(2.5DWC)被认为是未来航空航天应用中最有前景的材料之一,但由于在使用过程中不可避免地需要钻孔,因此快速预测其强度已成为工程设计中的一个挑战。在这项研究中,我们重点关注孔边缘处纱线的切割程度。Whitney–Nuismer(W-N)准则原本仅适用于层压复合材料的缺口结构,我们对其进行了修改,以便用于快速预测2.5DWC缺口结构(2.5DWC-NS)的强度。此外,还对不同缺口尺寸的2.5DWC-NS进行了渐进损伤模拟和实验,并将结果与修改后的准则预测值进行了比较。结果显示,修改后的准则预测的强度与实验数
来源:Polymer Composites
时间:2025-08-21
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关于AHPD/HMDA/三乙二醇新型混合物在二氧化碳吸附中的应用研究:动力学、二氧化碳溶解度及催化脱附过程
摘要 空间位阻胺类化合物2-氨基-2-羟基甲基-1,3-丙二醇(AHPD)是一种高效的二氧化碳(CO2)分离溶剂。添加活化剂1,6-己甲基二胺(HMDA)可提高该溶剂的反应活性。AHPD与HMDA在两种共溶剂(三乙二醇(TEG)和水)中的混合物是一种低挥发性的新型组合。本研究采用搅拌池技术,在308–318 K温度范围内探讨了该混合物的CO2吸收动力学。实验结果表明,在308 K时,CO2与HMDA之间的反应二级速率常数为62,984 m3/(kmol·s),活化能值为34.9 kJ/mol。研究了HMDA和TEG浓度对吸收速率的
来源:Greenhouse Gases: Science and Technology
时间:2025-08-21
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铜对Ni/La2O3催化剂的协同促进作用,用于甲烷的高效干重整
在当前全球能源和环境问题日益严峻的背景下,干式甲烷重整(Dry Reforming of Methane, DRM)作为一种将二氧化碳(CO₂)和甲烷(CH₄)转化为合成气(syngas,主要成分为CO和H₂)的反应,受到了越来越多的关注。该反应不仅能够有效减少温室气体排放,还能将两种主要的温室气体转化为有价值的工业原料,因此在碳中和目标的实现中具有重要意义。然而,实现这一目标的关键在于开发高效且稳定的催化剂,以确保反应在长期运行中保持高活性并减少催化剂失活。本研究重点探讨了Ni/La₂O₃和Ni–Cu/La₂O₃催化剂在DRM中的催化性能,包括其还原性、稳定性以及抗积碳能力。### 催化剂的
来源:Greenhouse Gases: Science and Technology
时间:2025-08-21
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综述:二氧化碳与环氧树脂共聚工艺:几十年来催化剂设计的进展
图形摘要 本综述重点介绍了用于将二氧化碳(CO2)和环氧树脂偶联生成聚碳酸酯及环状碳酸酯的催化剂的发展历程。文章对比了均相体系与非均相体系的优缺点,并总结了近年来无金属有机催化剂在二氧化碳利用方面的进展,认为这些催化剂是具有前景的可持续替代方案。 摘要 通过催化转化环氧树脂和二氧化碳(CO2)来选择性合成聚碳酸酯(PCs)或环状碳酸酯是一种
来源:ChemCatChem
时间:2025-08-21
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锌空气电池在水淡化中的应用
锌-空气脱盐电池(Zn–air desalination batteries, ZADBs)作为一种新型的水处理技术,正逐渐受到全球科学家和工程师的关注。随着人口增长、城市化进程加快以及对可持续能源和水资源的需求增加,传统脱盐方法如反渗透(reverse osmosis)和蒸馏(distillation)面临着能源消耗高、成本昂贵以及环境影响大的挑战。因此,开发一种既能脱盐又能发电的高效、可持续的水处理技术成为研究的重点。ZADBs作为一种具有双重功能的系统,通过电化学反应同时实现水的脱盐和能量的储存,为应对日益增长的水资源压力和能源需求提供了一种创新的解决方案。本研究围绕ZADBs的性能展开
来源:Canadian Journal of Chemical Engineering
时间:2025-08-21
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基于联合多头注意力CNN-GRU混合模型的燃煤电厂动态氮氧化物排放预测
摘要 在深度削峰条件下,燃煤电厂的灵活运行对SCR系统中的NOx精确预测带来了重大挑战。鉴于SCR脱氮过程的固有复杂性,该过程具有动态非线性、时间变化性和氮氧化物排放的多变量耦合特性,本研究提出了一种结合卷积神经网络-门控循环单元(CNN-GRU)与多头注意力(MA)机制的混合模型,以解决这些系统特定问题,从而实现精确的NOx预测。该模型结合了CNN的局部特征提取能力、GRU的长期时间依赖性建模优势以及MA机制的自适应特征加权功能,实现了特征通道和时间尺度上的动态权重分配,从而提高了模型的鲁棒性和特征表示能力。此外,引入了雀搜索算
来源:Canadian Journal of Chemical Engineering
时间:2025-08-21
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数值模拟研究了后磨损环和平衡孔对罐式电机泵性能的影响
摘要 罐式电机泵在化工和核工业中广泛用于输送危险流体。关于后部耐磨环和平衡孔结构变化对罐式电机泵泄漏量和轴向力影响的研究很少,且改进泵后腔流动的机制尚未被揭示。本文对后部耐磨环和平衡孔进行了改进,以探讨它们对泵后腔流动的影响机制,并证明了改进后的设计能够降低轴向力、减少泄漏并提高运行稳定性。研究结果表明,增加后部耐磨环的间隙宽度可以稳定轴向力,当间隙为0.4毫米( = 0.4毫米)时达到平衡状态。倒梯形后部耐磨环的泄漏量最低,平均降低了15.97%。对后部耐磨环间隙结构的调整可以减少泄漏量和泵后腔压力,同时略微提高效率。调整平衡孔
来源:Canadian Journal of Chemical Engineering
时间:2025-08-21