-
在多孔碳纤维上原位生长碳纳米管(CNTs),以实现太阳能驱动的界面蒸发增强效应
李殿明|田荣|梁彦|刘宁|张建斌|刘彦华|冯立邦兰州交通大学材料科学与工程学院,中国兰州730070摘要在全球水资源危机日益严重的背景下,太阳能驱动的界面蒸发技术因其出色的能量转换效率、可持续性优势和显著的成本效益而被广泛认为是海水淡化的一种非常有前景的替代方案。在这项研究中,通过多流体电纺结合热处理和蒸汽沉积技术,成功制备了一种具有Janus结构的多孔钴碳纳米管/碳(Porous-Co-CNTs/C)纤维蒸发器。该蒸发器具有独特的设计:改性的碳纳米管具有亲水性,作为吸光层;而相对疏水的碳纤维则作为隔热层。这种现象归因于碳纳米管卓越的光热转换能力以及多孔碳纤维的热局部化特性。实验结果显示,在1
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-08-13
-
将 Cryptand-钡配合物阳离子与聚(三苯基烷基)骨架结合用于阴离子交换膜应用:燃料电池和水电解
张海霞|王涛|王宇|魏海兵|游伟中国科学院化学研究所工程塑料重点实验室,北京国家分子科学实验室(BNLMS),中国北京 100190摘要聚合物骨架的选择和阳离子官能团对阴离子交换膜(AEMs)的耐久性有显著影响。在本研究中,将碱性稳定的 cryptand 基团引入聚羟基烷基化聚合物框架(PTPA)中,并系统地研究了离子络合前后 PTPA-X-C AEMs 的吸水性和膨胀率差异。结果表明,Ba2+1.02V)和 507 mW cm−2 的高峰功率密度。此外,这种不含贵金属的阳极 AEM 水电解槽在 2.0 V 时可实现 1.63 A cm−2 的电流,并在 0.5 A cm−2 的电流下表现出良
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-08-13
-
通过包含质子阻断聚合物的膜增强双极膜电渗析中的酸/碱生成
本文探讨了一种新型的质子阻断聚合物包覆膜(Proton-Blocking Polymer Inclusion Membrane, PBPIM)在双极膜电渗析(Bipolar Membrane Electrodialysis, BMED)技术中的应用。BMED是一种有前景的酸碱生产技术,其原理是通过双极膜(Bipolar Membrane, BPM)在电场作用下实现水分子的解离,从而生成H⁺和OH⁻离子。这些离子分别通过阳离子交换膜(CEM)和阴离子交换膜(AEM)迁移,最终在不同的隔室中形成高纯度的酸和碱。然而,传统AEM的质子泄漏问题限制了BMED的效率和产品纯度,因此研究如何有效抑制质子泄
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-08-13
-
在不同磁场方向下,磁隧道结中传输模式(模式)的演变
磁隧道结(Magnetic Tunnel Junctions, MTJs)是下一代在微波频率范围内运行的自旋电子器件的重要候选材料。其独特的特性在于能够对GHz频段的信号进行整流,这一功能为自旋电子器件在高频通信和传感等领域的应用提供了可能性。为了进一步提升MTJs的微波性能,研究外部磁场方向对磁化动力学的影响变得至关重要。本文通过实验和微磁学研究,探讨了在平面磁场作用下,100纳米直径的MTJ中自由层模式的行为变化。实验结果表明,自由层中存在两种模式:一种是体模式,另一种是边缘模式。通过改变平面磁场的方向,研究人员发现某些区域的整流效果能够提升50度,并且可以调控这些区域的宽度,同时展示了如
来源:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
时间:2025-08-13
-
通过单宁酸介导的Ga3+/Cu2+配位作用制备工程化抗生物膜涂层:通过破坏细胞膜和干扰铁代谢实现双重目标的生物膜预防
细菌生物膜在医疗领域构成了一个重要的挑战,尤其是在与医疗器械和植入物相关的慢性感染中。现有的治疗策略往往难以彻底清除成熟的生物膜,这凸显了开发能够有效抑制生物膜形成的预防性表面工程技术的紧迫性。本研究提出了一种双靶向抗菌生物膜涂层,该涂层通过鞣酸与Ga³⁺和Cu²⁺离子的配位驱动自组装技术制备而成。该涂层利用了金属-酚类网络的固有粘附特性,能够在无需特殊设备或有机溶剂的情况下,通过简单的水处理实现对基底的无依赖性沉积。该涂层在生理条件下保持稳定,同时在生物膜形成所创造的酸性微环境中释放治疗性离子。Cu²⁺离子通过膜破坏诱导快速的杀菌作用,而Ga³⁺离子则通过“特洛伊木马”机制靶向细菌的铁代谢,
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-08-13
-
Mg-Y-Zn合金中簇状排列层的形成机制:基于密度泛函理论的研究
### 材料科学中的新发现:I₂型堆垛层和簇的协同作用在材料科学领域,研究金属材料的微观结构及其对宏观性能的影响始终是核心课题之一。镁(Mg)因其轻质、高比强度等特性,被视为未来轻量化材料的有力候选者,尤其在交通运输行业具有广阔的应用前景。然而,与高强度铝合金等材料相比,纯镁的强度仍然不足,因此,如何通过调控其微观结构来提升其机械性能成为关键。近年来,科学家发现了一种名为“长周期堆垛有序”(LPSO)的特殊相,该相在Mg合金中表现出显著的强度和延展性提升。LPSO相的形成依赖于镁基体中引入的I₂型堆垛层(I₂-SF)以及在这些堆垛层中形成的L1₂型簇结构。这种结构的出现通常需要较高的添加剂含量
来源:Journal of Magnesium and Alloys
时间:2025-08-13
-
基于新型二元咪唑鎓离子液体的WO₃/MgO纳米复合材料的性能评估:用于光热能转换与存储的初步研究
在当前全球能源需求日益增长的背景下,开发高效的热能存储材料成为研究的重要方向之一。离子液体(Ionic Liquids, ILs)因其独特的物理化学特性,如高热稳定性、低挥发性、优异的离子导电性和可调性,正逐渐成为热能存储和转换领域的研究热点。特别是近年来,离子液体与纳米材料的结合,为新型热能存储材料的开发提供了广阔的可能性。本文探讨了一种基于二元咪唑离子液体的WO₃/MgO纳米复合材料在光热能转换系统中的应用潜力,展示了其在热能存储和转换方面的显著性能提升。离子液体是一种在室温下呈液态的有机盐,其熔点通常低于100°C。这种特性使得离子液体在多种应用场景中表现出色,尤其是在需要高热稳定性的系
来源:Journal of Ionic Liquids
时间:2025-08-13
-
植被恢复对黄土高原水流特性的影响
在黄土高原这一典型的干旱/半干旱地区,近年来实施了大规模的植被恢复工程,如“退耕还林还草”计划(Grain for Green Program, GFGP)。这一计划自1999年启动以来,显著提高了区域的植被覆盖率,从最初的31.6%提升至2013年的约60%,并在2021年进一步达到65%。植被恢复不仅改善了土壤的水文功能,还对当地的水循环产生了深远影响。然而,其对水文过程的具体影响因地区而异,尤其在快速径流(fast flow)方面表现得尤为复杂。因此,本研究通过分析黄土高原85个流域的流特性参数,包括基流指数(Baseflow Index, BFI)、总流量持续曲线(Total Flow
来源:Journal of the Indian Chemical Society
时间:2025-08-13
-
《高处无援:美国东南部法国宽河长达约300年的极端水文记录》
在这项研究中,科学家们对美国东南部法语宽河流域(French Broad River Basin)的极端水文事件进行了深入分析,包括洪水和干旱。研究团队结合了河流水文数据与基于树轮的古洪水数据,同时还利用了仪器记录的现代水文数据,以揭示该地区长期的极端水文事件变化趋势。法语宽河流域位于美国东南部,是一个气候条件多变的区域,受到多种气象和气候现象的影响,如厄尔尼诺南方涛动(ENSO)、大西洋副热带高压(Bermuda High)以及热带气旋(如飓风)等。这些因素共同作用,使得该流域在不同季节和不同时间尺度上都可能出现极端水文事件。### 极端水文事件的定义与研究意义极端洪水通常指那些具有较低年超
来源:Journal of the Indian Chemical Society
时间:2025-08-13
-
气候对科罗拉多河上游流域径流量和盐度时间变化的影响
在研究过程中,我们关注了上科罗拉多河流域(Upper Colorado River Basin, UCRB)的气候变化对地表径流和盐度负荷的影响。该流域是美国西部超过4000万人的重要水源地,同时也是美国西南部220万公顷农田灌溉的关键区域。然而,近年来,该地区面临着一系列水资源挑战,包括径流减少和盐度浓度升高,这不仅影响了水资源的可用性,还对农业和生态系统造成了潜在威胁。为了更好地理解这些变化背后的原因,研究团队采用了一种综合的方法,通过分析气候变化、降水变化、积雪动态和空气温度对流域内径流和盐度的共同作用,为水资源管理和环境保护提供了新的视角。### 研究背景与重要性上科罗拉多河流域的水资
来源:Journal of the Indian Chemical Society
时间:2025-08-13
-
基于区块链的、自适应关键性判断的物联网固件更新分发框架,用于实现可持续发展的智慧城市
随着物联网(IoT)技术的迅速发展,城市正逐渐演变为高度互联的生态系统,这为“智慧城市”的构建提供了坚实的基础。智慧城市利用物联网技术优化城市管理,涵盖公共安全、医疗健康、交通控制和能源共享等多个领域。这种智能化转型不仅提升了城市的可持续性,还改善了居民的生活质量。然而,随着物联网设备数量的激增,其安全性和可扩展性问题也日益凸显。据预测,到2030年,连接设备的数量将从2021年的约100.7亿增长至超过254.4亿,而到2050年,物联网预计将支持全球70%以上的人口。这一指数级增长强调了建立高效、安全和可扩展的物联网设备管理机制的迫切需求,尤其是在安全固件更新方面。传统的固件更新机制通常依
来源:Journal of Industrial Information Integration
时间:2025-08-13
-
烘烤温度和浸泡时间对白羽扇豆(Lupinus Albus L.)面粉理化品质的影响
Dessalew Birlew Ayalew | Biresaw Demelash Abera | Yemenue Lake Adiss埃塞俄比亚巴希尔达尔大学巴希尔达尔理工学院化学与食品工程学院,巴希尔达尔6000摘要羽扇豆是一种在发展中国家中未被充分利用和忽视的豆类作物,由于其中含有抗营养因子(生物碱、植酸和单宁)以及被视为低收入人群的食物来源,因此未被广泛使用。本研究旨在探讨烘焙温度(生豆、130℃、140℃和150℃)和浸泡时间(生豆、2天、4天和6天)对羽扇豆面粉整体营养成分和抗营养成分的影响。将白羽扇豆浸泡在自来水桶中(比例1:10,羽扇豆:自来水),并每8小时更换一次水。浸泡和烘
来源:Journal of Fluorine Chemistry
时间:2025-08-13
-
综述:利用双功能材料通过吸附增强型蒸汽重整生物质原料来生产富氢合成气:一项关键综述
氢气作为一种清洁、多功能且能量密度高的燃料,在全球能源转型中扮演着至关重要的角色。随着气候变化问题日益严峻,减少温室气体排放和确保能源安全已成为国际社会的共同目标。在此背景下,氢气的生产技术不断受到关注,尤其是在利用可再生能源和减少碳排放方面。传统的氢气生产方法,如基于化石燃料的蒸汽重整和水电解,虽然在一定程度上满足了当前的需求,但它们在环境和经济层面都面临严峻挑战。例如,化石燃料的使用会带来大量的二氧化碳排放,而水电解则需要大量的电能,这在某些地区可能并不经济可行。因此,寻找更加环保、经济且高效的氢气生产方法成为科研界的重要任务。在这一过程中,生物质作为一类丰富的可再生资源,因其来源广泛、储
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-08-13
-
可扩展的、梯形肋状结构、分体蛇形流道设计,用于提升钒氧化还原液流电池的能量效率
本研究聚焦于提升液态电解质能源设备的能效,重点探讨了通过优化流道设计来降低电解液泵送过程中的能量损耗。随着可再生能源(如太阳能、风能和潮汐能)的广泛应用,这些能源形式的间歇性和不可预测性对电网的稳定性构成了挑战。因此,需要开发高效的储能技术,以确保能源的稳定供应和高效利用。在这一背景下,氧化还原液流电池(Redox Flow Battery, RFB)因其可扩展性、快速响应能力和长寿命等优势,成为一种极具前景的储能方案。其中,钒液流电池(Vanadium Redox Flow Battery, VRFB)因其高效率和较低的环境影响,被广泛认为是实现能源存储与转换的理想选择。VRFB的工作原理基
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-08-13
-
基于竹炭制备的层次结构菊花状Co₃S₄@Ni₃S₄@C复合材料,具有出色的能量密度,适用于混合超级电容器
在当今能源需求不断增长的背景下,开发高效、可持续的储能技术已成为科研和工业界的重要课题。传统的电化学储能设备,如锂离子电池(LIBs)和超级电容器(SCs),各自具备独特的性能优势,但也都存在一定的局限性。锂离子电池虽然具有较高的能量密度,但其充电速度相对较慢,循环寿命有限;而超级电容器则具备快速充放电能力和卓越的循环稳定性,但其能量密度较低,难以满足某些高功率应用的需求。因此,一种能够兼顾能量密度与功率密度的新型储能设备——混合超级电容器(HSCs)——逐渐受到关注。混合超级电容器结合了电池型电极与电容型或伪电容型电极的优势,使其在高能量密度与高功率密度之间取得平衡。这类设备通过采用具有优异
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-08-13
-
利用锰金属有机框架作为前驱体,并与镍铜层状双氢氧化物复合,制备出类似纳米花结构的高性能非对称超级电容器正极材料
李成|肖建军|赵倩|姜思思|蒋廷顺江苏大学化学与化学工程学院,镇江212013,中华人民共和国摘要金属有机框架@层状双氢氧化物(MOFs@LDH)异质杂化结构的构建在提升超级电容器电极的比电容方面起着至关重要的作用。在本研究中,通过简单的溶剂热法,以锰基金属有机框架(Mn-BTC)作为前驱体,并结合镍铜层状双氢氧化物(NiCu-LDH),在空间中随机分散的纳米棒上生长出纳米片,形成了具有相对规则形态的纳米花状结构,这种复合材料被命名为Mn-BTC@NiCu-LDH#12。作为前驱体,Mn-BTC不仅提供了活性位点,还为NiCu-LDH提供了稳定的支撑,从而促进了复合材料电化学性能的提高。最终得
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-08-13
-
考虑早期工程方案的固体热储存设备的配置评估与运行分析
中国在实现“双碳”目标的过程中,正在积极采取多种碳减排措施。特别是在供暖领域,国家大力推行“煤改电”政策,推动清洁能源在供暖中的应用。这种政策的实施有助于减少对煤炭等高碳能源的依赖,提高能源利用效率,并促进区域内的可持续发展。随着城市化进程的加快,供暖需求日益增长,尤其在东北、华北和西北等寒冷地区,供暖面积已超过81亿平方米。因此,如何科学合理地规划和建设供暖系统,成为实现碳中和目标的关键环节。在当前的供暖系统建设中,固体热储能设备(Solid Thermal Storage Equipment, STSE)因其高效的储能能力和对清洁能源的利用率而受到广泛关注。STSE能够将清洁电力转化为热能
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-08-13
-
“空间扭曲工程”:为聚酰亚胺衍生的硬碳材料注入新活力,用于高性能钠离子电池
Jin-Gyu Bae|Taemin Kim|Ju-Hyeon Lee|Jeong Yeon Heo|Hyeon Jeong Lee|Ji Hoon Lee韩国庆北国立大学材料科学与工程学院,大邱41566摘要原位X射线衍射(XRD)已被广泛用于研究锂离子电池电极的结构演变。然而,实际应用中具有高能量密度的电极通常表现出明显的电化学不均匀性,这严重阻碍了准确的结构解析。在这项研究中,我们系统地探讨了在原位XRD测量过程中观察到的局部电化学死区(LEDZs)的起源和特征。通过使用含有不同正极材料的改进型硬币电池和袋式电池在多种电化学条件下进行综合分析,我们确定电子和离子导电性不足是LEDZs形成
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-08-13
-
一种表面改性的直接太阳能干燥器的性能评估:该干燥器集成了反射器、聚光集热器(CPC)和热能储存系统,用于高效干燥苤蓝(Kohlrabi)
这项研究探讨了一种新型表面改性自然通风单斜面直接太阳能干燥器的设计与性能,该干燥器结合了平板反射器、复合抛物面聚光器(CPC)以及热能储存(TES)系统。研究对象是具有药用价值的卷心菜(Kohlrabi),这是一种水分含量高达90%以上的蔬菜,极易受到微生物污染的影响。因此,开发高效的干燥技术对于减少食品损失、确保全年供应至关重要。太阳能干燥技术作为一种可持续且节能的替代方案,已经逐步发展,从最初的开放式阳光干燥到现代的直接、间接、混合模式和混合系统。这些系统通常依赖于太阳能热空气加热器来产生高温空气,从而在封闭的干燥室内去除食品中的水分。然而,传统干燥方法往往伴随着高能耗、对化石燃料的依赖以
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-08-13
-
Mg₃V₂O₈纳米颗粒在非对称超级电容器中的电化学性能
随着全球对能源需求的不断增长,寻找可替代昂贵且危险能源来源的可再生能源系统成为了一个重要的研究方向。2022年,美国的总能源消耗约为100.4千兆英热单位(BTU),其中建筑行业占据了相当大的比例(约29%)。为了应对这一挑战,能源行业正致力于降低储能设备的成本并延长其使用寿命。盐水合物因其在热化学路径(通过可逆的水分子结合反应)和潜热路径(通过可逆的熔化与结晶过程)中展现出的热能存储能力,成为了研究的热点。这类材料的能量密度通常介于400至870 kWh/m³之间,且其工作温度通常低于150°C,这使其在可持续能源系统中具有吸引力。然而,盐水合物在长期使用过程中容易发生降解,因此,研究者们尝
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-08-13