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PtRh合金纳米树枝状结构的晶体面效应在促进乙二醇完全电氧化过程中的作用
孙斌|王明尧|杨汉月|艾轩|王炯|王宇飞|陈宇中国陕西省重点实验室(高分子科学),陕西师范大学材料科学与工程学院先进能源设备重点实验室,西安710119,陕西摘要在直接乙二醇燃料电池中,为了实现高能量效率和最佳的燃料利用率,迫切需要先进的阳极电催化剂来完成乙二醇的完全电氧化。在本研究中,采用简单的湿化学还原方法合成了具有三维自支撑结构、丰富的(100)晶面和大量Pt/Rh活性位点的双金属PtRh纳米树枝状颗粒(PtRh NDs)。合成的PtRh NDs在碱性介质中对乙二醇氧化反应(EGOR)表现出优异的电催化活性和显著的选择性,显著提高了燃料电池中乙二醇燃料的利用率。理论计算表明,(100)晶
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-08-13
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在经过缺陷工程处理的位点上,Cu⁺-Cu⁰催化作用促进了电辅助的丙烯氧化反应
桑托什·卡马拉杰(Santhosh Kamaraj)| 张勋(Xun Zhang)| 李志荣(Zhirong Li)| 张腾飞(Tengfei Zhang)| 蔡安东(Andong Cai)| 杨阳(Yang Yang)| 王一桐(Yitong Wang)| 董青松(Qingsong Dong)| 陈希亮(Xiliang Chen)| 霍兆民(Zhaomin Hao)河南大学化学与分子科学学院,开封 475001,河南,中国摘要随着对高效能量转换和可持续化学生产需求的增加,人们对先进催化过程的研究日益关注。基于铜的催化剂因其成本效益和多功能的氧化还原性质而成为有前景的候选材料。然而,它们在电辅
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-08-13
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磺鎓离子液体的X射线光电子能谱研究:探究烷基取代基对阴离子电子环境的影响
李欣|李伟|双门沈阳理工大学材料科学与工程学院,中国沈阳110159摘要本研究通过X射线光电子能谱(XPS)分析了五种磺鎓离子液体。详细讨论了表面纯度及C1s能级的拟合模型。通过比较乙基和丁基基团的阳离子,说明了烷基链长度对脂肪族碳原子结合能的影响。同时展示了阳离子对阴离子组分电子环境的影响。研究发现,阳离子-阴离子相互作用会受到阳离子结构显著影响。引言在过去的二十年里,离子液体得到了广泛研究。由于完全由离子组成,离子液体具备许多引人注目的物理化学性质,如低蒸气压、高导电性、宽电化学窗口等[1]。在所有离子液体家族中,磺鎓离子液体通常稳定性较低,因此在合成和应用方面存在困难[2]。磺鎓离子液体
来源:Journal of Endodontics
时间:2025-08-13
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基于镍(Ni)、钴(Co)和钼(Mo)的三金属及双金属氧化物纳米复合材料作为兼具成本效益和双功能特性的电催化剂,可用于耦合的甲醇氧化与氢气生成反应
### 引言在现代电化学研究中,瞬态电分析实验扮演着至关重要的角色。这些实验能够提供关于电极表面反应动力学、扩散过程以及物质传输机制的宝贵信息。因此,对这些实验进行理论建模是理解和解释实验结果的关键。过去几十年里,电化学领域的发展一直依赖于数值模拟和计算机辅助建模方法,这些方法在处理复杂的电化学系统时展现出强大的能力。然而,尽管这些方法在其他科学领域得到了广泛应用,但在电化学中,它们的进展相对缓慢。这可能是由于电化学实验通常涉及多变量、非线性以及复杂的边界条件,使得数值模拟的实施面临一定挑战。为了弥补这一不足,分析方法在电化学建模中仍然占据重要地位。特别是,对于某些特定类型的实验,例如瞬态电分
来源:Journal of Electroanalytical Chemistry
时间:2025-08-13
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多孔液体增强二氧化碳吸附用于碳酸甘油酯合成
本研究提出了一种创新的解决方案,旨在提高二氧化碳(CO₂)向高附加值化学品转化的效率,特别是在甘油碳酸酯(GC)的合成过程中。GC作为一种环保型化学品,具有广泛的应用前景,例如作为聚合物中间体、化妆品成分、绿色溶剂以及粘合剂等。然而,传统方法在合成GC时通常需要高温高压的苛刻条件,这不仅增加了能耗,也限制了其在工业中的大规模应用。因此,开发一种能够在温和条件下实现高效催化转化的系统成为当前研究的重点。为了克服上述问题,研究团队设计了一种基于深共熔溶剂(DES)的多孔液体(PL)系统。这种系统通过将具有多孔结构的材料——即UiO-66-NH₂金属有机框架(MOF)——与DES结合,实现了对CO₂
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-08-13
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调控Co₃O₄@NiMn-LDH纳米异质结以实现高效光电催化水净化
近年来,随着环境污染问题的日益严峻,水体净化技术受到了广泛关注。在众多技术中,光电催化(Photoelectrocatalytic, PEC)降解难降解抗生素因其高效、低成本以及符合低碳环保理念而成为研究热点。抗生素在水体中的残留不仅对生态环境造成威胁,还可能对人体健康产生潜在危害。因此,开发一种高效且稳定的PEC催化剂,对于实现水体抗生素的彻底去除具有重要意义。本研究围绕一种新型的PEC催化剂——Co₃O₄@NiMn-LDH核壳异质结构光阳极展开,旨在提升其对磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole, SMX)的降解性能。SMX作为一种常见的抗生素,广泛存在于自然水体和工业废水中,其生物
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-08-13
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通过碳氧阴离子的自转化提高大电流密度水电解过程中的活性和稳定性
张一杰|张晓文|高远|李伟|赵强|李金平|刘光太原理工大学化学与化学工程学院,中国山西省太原市030024摘要开发高效稳定的氧演化反应(OER)催化剂,以用于阴离子交换膜水电解(AEMWE)并在工业电流密度下运行,仍然是一个重大挑战。本文报道了一种自优化的NiFeOOH催化剂,该催化剂通过原位重构镍铁草酸盐((NiFe)C2O4)与动态碳氧阴离子转化相结合实现。操作电化学阻抗谱和拉曼光谱显示,草酸盐配体加速了电荷转移,并促进了镍的深度氧化,生成活性Ni4+物种。结合理论计算发现,自发吸附的碳酸根配体诱导了双重电子调制:(1)通过金属-配体电荷转移稳定Ni4+并增强OH−的吸附动力学;(2)降低
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-08-13
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揭示过渡金属氧化物催化剂中的机制调控策略,以增强氧释放反应的性能
强龙琦|孙远柱|刘子健|张成旭|胡珏昆明理工大学冶金与能源工程学院,中国昆明摘要氧演化反应(OER)是通过水电解生产氢气的阳极反应。其缓慢的动力学和高电位严重限制了整体效率。OER通常通过三种主要机制进行:吸附物演化机制(AEM)、晶格氧氧化机制(LOM)和氧化物路径机制(OPM)。AEM受到中间吸附能线性缩放关系的限制,理论过电位的下限为370 mV。LOM是通过晶格氧直接参与反应而绕过OOH*实现的,但氧空位的积累可能导致结构崩溃。OPM通过相邻活性位点的协同作用实现O–O自由基的耦合,结合了高活性和稳定性,但需要精确调控原子间距(2.5–3.0 Å)。为了阐明OER途径,本综述总结了用于
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-08-13
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一种三合一策略:通过去除残余碱、涂覆TiO₂以及掺杂Ti4+来提升P2/O3双相层状氧化物正极的钠存储性能
近年来,随着能源需求的不断增长和环保意识的提升,电池技术成为了研究热点。在众多电池类型中,锂离子电池因其高能量密度和长循环寿命,获得了广泛的关注和应用。然而,锂资源的价格波动以及锂离子电池的安全性问题,成为其进一步推广的主要障碍。因此,钠离子电池(SIBs)因其成本低廉、安全性高以及避免了锂、钴、镍等关键资源的短缺和环境污染,逐渐受到重视。钠离子电池的正极材料主要分为三类:层状氧化物、多阴离子化合物以及普鲁士类似物。其中,层状氧化物因其高容量和丰富的前驱体材料,受到了特别关注。然而,当前层状氧化物正极材料在实际应用中存在诸多问题,如较差的倍率性能和循环稳定性,以及在空气中较差的稳定性。这些问题
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-08-13
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双站点空缺填补策略提升了基于锡的钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性
龚晨曦|张涵|卢青|黄文超|陈润峰|徐立刚南京邮电大学柔性电子学国家重点实验室(LoFE)与先进材料研究所(IAM),中国南京文苑路9号,210023摘要基于锡的钙钛矿太阳能电池(TPSCs)因其优良的光电性能和环境兼容性而受到广泛关注。然而,在制备锡基钙钛矿薄膜的过程中,不可避免地会产生成缺陷,这些缺陷会引发非辐射复合并加速薄膜的退化。本文介绍了一种新的双位点空位填充策略,通过在前驱体中加入吡咯烷基氢碘化物(PyI)作为添加剂来实现。在钙钛矿晶格中,PyI中的Py+和I−离子分别占据锡基钙钛矿的A位点和X位点空位,从而显著减少了正负电荷缺陷的数量。这一策略有效降低了缺陷并抑制了非辐射复合现象
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-08-13
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通过单晶形成以及随后自发的Cl⁻掺入,显著提升了富锂层状氧化物正极在4.8 V循环条件下的稳定性
锂-rich层状氧化物正极材料(LLOs)因其在高电压下具有极高的比容量而受到广泛关注。然而,这类材料在高电压循环过程中表现出固有的不稳定性,主要体现在容量衰减、结构破坏以及过渡金属(TM)的溶解等方面。为了解决这些问题,研究人员提出了一系列策略,其中单晶形态的设计被认为是一种有效的手段,可以提升LLOs的高电压稳定性。本文通过深入研究LiCl熔盐合成过程,揭示了自发氯掺杂与单晶形成之间的一种协同机制,从而为高电压LLOs的设计提供了新的思路。在传统观点中,单晶结构被认为是提升LLOs稳定性的关键因素。单晶材料通常具有较少的晶界,这有助于减少因晶界引起的物理破坏,例如在充放电过程中发生的颗粒断
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-08-13
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自制备的双碳约束CoSe纳米催化剂,用于加速锂硫电池中的多硫化物转化
在当前全球范围内,水污染问题日益严重,特别是硝酸盐和硫化物的排放,对生态环境和人类健康构成了重大威胁。随着工业发展和城市化进程的加快,含硝酸盐和硫化物的废水成为亟需治理的污染源之一。传统的污水处理方法往往存在能耗高、成本大、处理效率低等局限,难以满足现代社会对可持续发展的需求。因此,探索高效、低成本的废水处理技术,尤其是将废水中的有害物质转化为有价值的化学品,成为科研领域的重要方向。近年来,电化学方法因其能够利用可再生能源、反应条件温和等优势,逐渐成为废水处理和资源回收的新选择。其中,电化学硝酸盐还原反应(eNO3RR)和硫氧化反应(SOR)的耦合被认为是一种有前景的策略。eNO3RR是指在阴
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-08-13
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一种可生物降解的、具有自级联特性的铜基纳米酶,用于增强癌症催化治疗及铜死亡(cuproptosis)机制
本研究提出了一种创新的策略,即通过将电化学硝酸盐还原反应(eNO₃RR)与硫氧化反应(SOR)结合,实现对含硝酸盐和硫化物废水的高效处理。硝酸盐和硫化物是工业废水中常见的污染物,它们不仅对环境造成危害,还可能对人类健康产生威胁。因此,开发一种能够同时处理这两种污染物并生成有价值的化学品的高效催化剂,成为当前环境和能源领域的重要研究方向。在传统方法中,硝酸盐的去除通常依赖于高能耗的物理或化学处理手段,例如反渗透、离子交换和生物脱氮等。这些方法虽然在一定程度上能够解决废水处理问题,但它们往往伴随着诸如高成本、高能耗、产生大量污泥或处理周期较长等缺点。相比之下,电化学硝酸盐还原反应提供了一种更环保、
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-08-13
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在碳纳米片结构上排列的钯和钴之间的协同电催化作用,用于硝酸盐到氨的转化,并伴随硫离子的氧化
这项研究提出了一种创新的策略,通过将电化学硝酸盐还原反应(eNO₃RR)与硫氧化反应(SOR)相结合,以有效去除工业废水中有害的硝酸盐和硫化物。这一策略不仅有助于废水处理,还能够同时生产有价值的化学品——氨(NH₃),从而实现环境与资源的双重效益。目前,传统的氨合成方法如哈伯-博世法存在高能耗和对化石燃料的依赖问题,因此,开发更高效、低成本的电化学合成方法成为研究热点。而eNO₃RR作为一种替代方案,利用硝酸盐作为氮源,不仅能够降低反应的能源需求,还能在温和条件下实现高效的氨生成。1.23 V vs. 可逆氢电极),从而导致整体能耗较高。为了解决这一问题,研究人员探索了将OER替换为更热力学有
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-08-13
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电解质介导的Cu+/Cu0比例控制用于Cu/石墨烯催化剂中不同的CO2电还原途径
在当今全球能源结构转型的背景下,寻找可持续、清洁的能源替代方案已成为迫切需求。化石燃料的过度开采不仅导致严重的环境污染,还加剧了全球气候变化和资源枯竭,这促使人们将目光投向太阳能等可再生能源。氢气作为一种高能量密度的清洁能源载体,其利用过程中不会产生二氧化碳排放,因而被认为是未来能源系统的重要组成部分。然而,目前的工业制氢方法,如化石燃料重整、生物质气化和水电解,往往伴随着复杂的制备过程、高昂的成本以及碳排放问题。因此,开发一种高效、稳定且资源丰富的制氢技术,特别是基于太阳能驱动的光催化水分解技术,成为科研人员关注的焦点。光催化水分解技术通过利用太阳能,为氢气生产提供了一种绿色且可持续的路径。
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-08-13
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魔芋胶的氧化改性及其结构表征,以及其对黄铜矿与方铅矿浮选分离的影响
本研究聚焦于在浮选过程中有效分离黄铜矿和方铅矿的问题,尤其是在环保和可持续发展的背景下。黄铜矿和方铅矿在自然界中常共生存在,它们的表面物理化学性质相似,导致浮选分离过程中的浮选性差异较小,从而增加了分离难度。此外,黄铜矿在磨矿和矿浆溶解过程中释放的Cu²+离子能够激活方铅矿,进一步干扰浮选分离的效果。因此,研究者们一直在寻找能够增强这两种矿物浮选性差异的高效抑制剂,以实现更清洁、更环保的矿物加工过程。传统上,浮选过程中使用的抑制剂多为无机类物质,如氰化钠、重铬酸钾和亚硫酸盐等。然而,这些化学物质在使用过程中存在明显的局限性,包括高毒性、高用量、高挥发性以及严重的环境污染问题,这限制了它们在实际
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-08-13
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碳交易政策对中国建筑业隐含碳排放的影响:来自一项准自然实验的证据
中国建筑行业的碳排放问题日益受到关注,成为实现国家碳减排目标的关键路径之一。近年来,随着全球气候变化问题的加剧,各国纷纷探索有效的碳减排政策。在中国,碳交易试点政策作为一种市场导向的减排手段,已被广泛认为是推动低碳发展的重要工具。然而,该政策的实际效果与理论预测之间仍存在差距,尤其是在建筑行业的应用中,其对碳排放的影响机制尚未得到充分研究。本文旨在通过实证分析,探讨碳交易试点政策对中国建筑行业跨区域碳排放的影响,特别是在非试点地区是否存在“碳泄漏”现象,以及政策效果是否具有地域差异性。建筑行业的碳排放主要来源于其全生命周期中的多个阶段,包括建筑材料生产、建筑施工、改造与拆除,以及建筑运营。根据
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-08-13
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通过原位原子模型和实验动力学研究,揭示了在自柱状五硅化物(self-pillared pentasil)中氮原子在Ru原子簇上活化过程的机制
氨的合成是现代化学工业的核心,对化肥生产和未来的能源系统至关重要。目前,超过90%的氨是通过传统的哈伯-博世工艺,在高温高压条件下(400-600摄氏度,>150巴)使用铁基催化剂生产的。然而,这种工艺是全球最耗能的工业过程之一,消耗约2%的全球能源并导致大量的温室气体排放。因此,为了实现碳中和,开发更环保的氨合成技术,特别是在温和条件下(例如300摄氏度和10巴),已成为研究的重点。这包括电化学方法和等离子体催化等替代方案。深入了解氨合成的反应机制,是推动下一代催化剂发展的关键前提。在异相催化领域,寻找替代哈伯-博世工艺的催化剂一直是研究的热点。尽管钌基催化剂因其在相对温和条件下的高活性而被
来源:Journal of Catalysis
时间:2025-08-13
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β-Ga₂O₃/AlN异质结构中的极性依赖性能带对齐与二维电子气的局域化
β-Ga₂O₃/AlN异质结在现代电子器件设计中展现出重要的潜力。随着电力电子技术的发展,对高功率密度、高电压耐受性和可靠性提出了更高的要求,β-Ga₂O₃作为一种具有宽禁带、高击穿电场和高能效指标的半导体材料,正在成为下一代功率器件的有力候选者。然而,β-Ga₂O₃固有的电子迁移率低和热导率差等问题限制了其应用范围。通过构建β-Ga₂O₃/AlN异质结,其中AlN作为介电层或势垒层,为解决这些问题提供了新的思路。研究中采用了一系列计算方法,包括第一性原理计算、界面形成能和结合能分析,以及电荷密度差和局部态密度(LDOS)分析,以揭示β-Ga₂O₃/AlN异质结的电子结构和界面特性。这些方法能
来源:Journal of Alloys and Compounds
时间:2025-08-13
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单相等原子Ti-Zr-Hf-Nb合金高温氧化行为的比较研究:从二元体系到四元体系
在当今的工业领域,尤其是涉及高温工作的场景中,如燃烧发动机和燃气轮机,对材料性能的要求不断上升。传统上,镍基高温合金因其优异的高温强度和抗氧化能力被广泛使用。然而,随着技术的进步,对材料性能的进一步提升成为必要,这促使了对新型高温材料的研究。其中,难熔多主元合金(Refractory Multi-Principal Element Alloys, RMPEAs)因其在高温下的卓越性能而受到关注。这类合金通常由多种难熔金属元素组成,如钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、铌(Nb)和钽(Ta),具有较高的熔点和良好的机械性能。然而,尽管RMPEAs展现出许多优点,其在极端高温环境下的抗氧化性能仍然
来源:Journal of Alloys and Compounds
时间:2025-08-13