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综述:食用水果种子制备的活性炭对亚甲基蓝染料吸附的综合研究:动力学和吸附模型案例分析
1. 引言环境污染问题日益突出,纺织废水含有的染料污染物因其复杂分子结构和难降解性备受关注。亚甲基蓝(MB)作为一种阳离子染料,广泛应用于多个行业,其排放会对水生生物和生态系统造成危害,还会影响人类健康,因此处理含 MB 的废水至关重要。吸附法是去除废水中 MB 的有效方法,活性炭因具有大比表面积、多孔结构和强吸附性能被广泛应用,但传统工业活性炭生产成本高且依赖不可再生资源。生物质基吸附剂,尤其是源自废弃水果种子的吸附剂,因其成本低、可获取性强和环境友好等优势,成为研究热点。本文旨在全面研究以废弃水果种子为生物吸附剂对 MB 染料的吸附作用。2. 各类水果种子废弃物在亚甲基蓝吸附中的应用众多研
来源:Carbon Trends
时间:2025-04-22
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碳纳米结构中载流子弛豫超快动力学揭示准一维与非一维电子行为
论文解读在纳米材料领域,电子传输性质与其维度密切相关。传统上,材料的维度通过几何形状(如纳米线、纳米片)直观判断,但实际电子行为可能偏离几何维度特征。碳纳米管(CNTs)作为典型一维(1D)材料,其束状结构是否会因管间相互作用丧失1D特性?如何通过结构设计调控电子维度?这些问题对开发高性能纳米光电器件至关重要。为解决上述问题,日本的研究团队在《Carbon Trends》发表研究,通过超快瞬态吸收光谱对比分析了束状少壁碳纳米管(FWCNTs)及其与氮化硼纳米管(BNNTs)形成的范德华(vdW)异质结构的载流子弛豫动力学。研究发现,FWCNTs束表现出非一维电子行为,而vdW异质结构因BNNT
来源:Carbon Trends
时间:2025-04-22
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废弃咖啡渣再利用:制备高效咖啡因基 PVA 复合薄膜用于紫外线防护
在材料科学领域,紫外线(UV)辐射一直是个令人头疼的 “麻烦制造者”。我们日常使用的各种聚合物材料,比如塑料制品、薄膜等,在紫外线的长期 “攻击” 下,很容易出现降解、老化的现象,使用寿命大大缩短。就拿聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)来说,它是一种非常优秀的合成线性聚合物,具有生物相容性、无毒、光学透明性好、水溶性佳、热稳定性强等诸多优点,在众多领域都有广泛应用。但它也有个明显的短板,就是对紫外线的吸收和屏蔽能力很差。这就好比一个穿着坚固铠甲的战士,却没有防护头部的头盔,在面对紫外线这个 “敌人” 时,很容易 “受伤”。为了解决这个问题,来自国外的研究人员开展了一项极具创
来源:Carbon Trends
时间:2025-04-22
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MnSe@MoSe2/MWCNT 复合电极:高性能超级电容器的新希望
在当今科技飞速发展的时代,能源存储问题愈发关键。超级电容器作为一种重要的储能设备,凭借其独特优势,如宽工作温度范围、可使用廉价电极材料构建等,在众多领域备受关注。然而,它也存在着一些明显的短板,像低击穿电压和低能量密度,这些问题限制了超级电容器在更广泛领域的应用。为了突破这些瓶颈,科研人员不断探索新的电极材料,以提升超级电容器的性能。在这样的背景下,来自未知研究机构的研究人员开展了一项关于 MnSe@MoSe2/MWCNT 复合电极用于高性能超级电容器的研究。该研究成果发表在《Carbon Trends》上,具有重要的科学意义和应用价值。研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,通过水热法合成
来源:Carbon Trends
时间:2025-04-22
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煤基与石墨基还原氧化石墨烯材料的差异及潜在应用:开启碳纳米材料新篇
在材料科学领域,碳纳米材料一直备受关注。石墨烯及其相关材料,如还原氧化石墨烯(RGO),因其独特的物理和化学性质,在众多领域展现出巨大的应用潜力。然而,目前对于 RGO 材料的研究仍存在诸多问题。一方面,传统的石墨基 RGO 材料生产受到石墨资源成本和可用性的限制;另一方面,煤作为一种储量丰富且成本低廉的碳源,虽有望替代石墨制备 RGO 材料,但煤基 RGO 的研究存在诸多知识空白,例如缺乏明确的理化特性指标和质量标准,与石墨基 RGO 的对比研究不足,煤前驱体和还原温度对煤基 RGO 特性的影响尚不明确等。为了解决这些问题,推动碳纳米材料的发展,国外研究人员开展了一项关于煤基和石墨基 RGO
来源:Carbon Trends
时间:2025-04-22
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新型 PVDF 基纳米复合呼吸面罩:抗疫新防线,高效抗病毒且透气
新冠疫情的爆发,让口罩成为人们生活中的必备品。传统口罩只能阻挡 50% 的呼出病毒,在病毒传播的严峻形势下,其防护效果捉襟见肘。为了提升口罩的防护性能,满足人们在疫情期间对高效防护的迫切需求,国外研究人员开展了一项关于新型呼吸面罩的研究。他们成功制备出一种含有聚偏二氟乙烯(PVDF)、氧化石墨烯(GO)和氧化铜(Cu₂O)纳米颗粒的抗病毒呼吸面罩,并对其进行优化。该研究成果发表在《Carbon Trends》上,为疫情防控带来了新的希望。研究人员主要运用了电纺技术(electrospinning)和响应面法(Response Surface Methodology,RSM)。电纺技术用于制备含
来源:Carbon Trends
时间:2025-04-22
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石墨烯氧化物的安全高效合成新策略:室温氧化法的开发与表征
石墨烯氧化物(GO)作为石墨烯的重要衍生物,在能源存储、生物医学和复合材料等领域展现出巨大潜力。然而传统制备方法长期面临安全与效率的双重挑战:浓HNO3、KClO3等强腐蚀试剂会产生有毒的NOx和易爆的ClO2气体,而加热步骤更可能引发Mn2O7的剧烈分解。尽管Hummers法通过KMnO4替代降低了部分风险,但NaNO3的引入仍会导致NO2释放,且高温反应(45°C)和长达数天的制备周期制约着实际应用。针对这些瓶颈,马耳他大学的研究团队在《Carbon Trends》发表研究,开发出无需加热、24小时完成的室温氧化工艺。该方法仅需浓HSO4和分步添加的KMnO4,通过精密控制Mn2O7生成动
来源:Carbon Trends
时间:2025-04-22
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基于二维联苯网络的单石墨炔层:结构、力学与电学性能的突破性研究
在科技飞速发展的当下,纳米材料领域备受瞩目,其中石墨烯更是凭借独特的性能成为研究热点。然而,石墨烯就像一个被上帝咬了一口的苹果,虽然拥有出色的电学、力学等诸多优异性能,在纳米电子器件应用方面潜力无限,但缺乏带隙这一缺陷,极大地限制了它的进一步发展。就好比一辆性能卓越的跑车,却因为关键部件的缺失,无法在赛道上尽情驰骋。为了弥补这一短板,科研人员们开启了一场探索之旅,他们尝试从多个方向寻找解决方案,如对石墨烯进行掺杂、引入缺陷、制备纳米带等,但这些方法都存在一定的局限性。在此背景下,开发具有不同结构的二维碳材料,如石墨炔(GY),成为了极具潜力的研究方向。为了解决石墨烯带隙缺失的问题,探索新型二维
来源:Carbon Trends
时间:2025-04-22
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海藻与椰纤维基生物纸:开启绿色未来的可持续材料新篇
在当今时代,纸张作为全球经济活动中不可或缺的重要产品,其制造过程却面临着诸多严峻挑战。传统造纸业高度依赖木材制浆,每年约有 40 亿棵树木被砍伐,以满足原料需求,这不仅引发了严重的森林砍伐、气候变化等环境问题,还使得造纸业的水和能源消耗居高不下。此外,木材价格的波动也给造纸行业带来了成本不稳定的困扰。在全球积极倡导可持续发展的大背景下,寻找一种既环保又经济的造纸原料替代品迫在眉睫。在此关键节点,来自国外研究机构的研究人员积极开展研究,致力于探索新的造纸原料。他们将目光聚焦于海藻(Sargassum wightii)和椰纤维这两种在马来西亚储量丰富的天然材料上,旨在开发出以它们为基础的生物纸,为
来源:Carbon Resources Conversion
时间:2025-04-22
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自支撑分级 Silicalite-1 沸石:助力铃木 - 宫浦偶联反应的高效新选择
在化学合成的广阔天地中,铃木(Suzuki)偶联反应堪称构建联芳基化合物的得力助手,在精细化工、制药等多个领域都发挥着关键作用,比如治疗早期阿尔茨海默病的 Lanabecestat、具有抗流感病毒活性的异恶唑类 AM2-S31N 抑制剂、血管紧张素 II 拮抗剂缬沙坦(Valsartan)以及组织蛋白酶 K 抑制剂等药物的合成,都离不开它的 “身影”。然而,传统的铃木反应在实际应用中却遭遇了不少 “麻烦”。一直以来,均相钯催化剂是铃木反应的常用 “选手”,但它们有个明显的 “短板”—— 成本较高,而且在大规模生产中,钯金属残留还可能造成污染,这在对纯度要求极高的食品和制药行业中,简直就是 “致
来源:Carbon Resources Conversion
时间:2025-04-22
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综述:基于6FDA膜材料在CO2气体分离中的进展与挑战评述
6FDA基膜的特性6FDA基聚合物因其独特的-CF30.2)和亲水性结构。这种特性不仅提升气体渗透性(如6FDA-DAM的CO2渗透率达997 Barrer),还通过热重排(TR)和羧基交联等改性手段调控微孔结构。例如,6FDA-pPDA经3小时热处理后CO2渗透性提升3倍,而6FDA-ODA-DABA因交联使FFV从0.174降至0.148,凸显结构可设计性。合成方法创新传统两步缩聚法通过聚酰胺酸中间体制备6FDA膜,而新兴的熔融缩聚和微波辅助亚胺化技术显著提升效率。干喷-湿纺法制备的中空纤维膜通过空气间隙调控选择性层厚度,其CO2/CH4选择性可达47.6。电纺丝技术则能构建高比表面积的纳
来源:Carbon Capture Science & Technology
时间:2025-04-22
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APTES 助力 NiO 纳米层 “扎根” 分级沸石 13X,高效催化 CO2甲烷化
在全球变暖的大背景下,二氧化碳(CO2)排放量不断攀升,给环境带来了巨大压力。将 CO2转化为有价值的化学品,如甲烷(CH4),成为应对这一挑战的关键途径之一。镍基催化剂在 CO2甲烷化反应中具有广阔的应用前景,但却面临着烧结和积碳等问题,导致催化剂失活,严重限制了其实际应用。为了突破这些瓶颈,研究人员迫切需要寻找新的方法来优化镍基催化剂的性能。在这样的背景下,相关研究人员开展了一项旨在探究(3 - 氨基丙基)三乙氧基硅烷(APTES)在调节 NiO 纳米层与分级沸石 13X(h13X)之间金属 - 载体相互作用(MSI)中作用的研究,该研究成果发表在《Carbon Capture Scien
来源:Carbon Capture Science & Technology
时间:2025-04-22
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探秘杨梅核衍生生物炭:五角拓扑缺陷助力高效 CO₂吸附新突破
在全球气候变暖的严峻形势下,二氧化碳(CO₂)排放过量成为地球的沉重负担。大量的 CO₂排放使得全球平均气温不断攀升,给生态环境和人类的未来带来了巨大的威胁。目前,二氧化碳捕获与封存(CCS)技术至关重要,其中固体吸附剂因具有诸多优势而备受关注,生物炭更是凭借其独特的性质成为研究热点。然而,原始生物炭对 CO₂的吸附性能受到自身孔隙结构和表面化学性质的限制。同时,生物炭中氮掺杂和拓扑缺陷对 CO₂吸附能力的协同作用尚不明确,这也阻碍了高性能生物炭吸附剂的研发。为了解决这些问题,研究人员开展了深入研究。他们以废弃的杨梅核为原料,通过原位自组装技术和分步控温法,成功制备了富含 N/O 活性位点和拓
来源:Carbon Capture Science & Technology
时间:2025-04-22
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探索离子液体与聚离子液体溶液:二氧化碳捕获与转化的新希望
在当今全球致力于应对气候变化的大背景下,二氧化碳(CO2)的捕获与转化成为科研领域的热门话题。传统的基于水溶液胺的 CO2捕获方法广泛应用于热电厂,但它存在着设备腐蚀、高能耗以及溶剂降解等问题,这使得寻找可持续的替代方案迫在眉睫。离子液体(ILs)和聚离子液体(PILs)因其独特的物理化学性质,被视为极具潜力的解决方案。ILs 是有机盐,熔点低于 100°C,具有高热稳定性、大电化学窗口和低蒸气压等特点;PILs 则结合了 ILs 和聚合物的特性,在 CO2捕获和转化方面展现出多种优势,如多样的捕获方法和较高的捕获能力。因此,研究 ILs 和 PILs 在 CO2捕获与转化中的应用,对于缓解环
来源:Carbon Capture Science & Technology
时间:2025-04-22
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德国碳捕获与封存(CCS)实施的前景、成本与风险评估:为气候战略提供关键依据
在全球努力应对气候变化、追求净零排放的大背景下,实现这一目标已成为全球气候政策的核心。德国作为工业强国,其《气候保护法》立下了到 2045 年实现净零排放的雄心壮志。然而,在一些难以减排的行业,如水泥、钢铁和化工生产等,仅靠传统的可再生能源利用、直接电气化等手段无法有效降低碳排放。碳捕获与封存(CCS)技术应运而生,它能捕获工业过程和能源生产中产生的二氧化碳(CO2),并将其储存起来,从而减少排放。但 CCS 技术面临诸多挑战,比如成本高昂、技术可靠性存疑、社会接受度低等。因此,深入了解 CCS 技术在德国的应用前景、成本和风险,对制定合理的气候战略至关重要。为此,来自国外的研究人员开展了一项
来源:Carbon Capture Science & Technology
时间:2025-04-22
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低强度水相反应条件下异位碳矿化研究:镁质超基性岩与玄武岩的CO2封存潜力与动力学机制
全球气候变化背景下,每年需削减10-20吉吨CO2排放以实现温控目标。碳矿化(Carbon Mineralization)作为将CO2转化为稳定碳酸盐矿物的过程,因其热力学稳定性和安全性备受关注。然而自然矿化需数千年,亟需开发加速技术。传统异位矿化(Ex-situ Mineralization)依赖高温(>100°C)、高压(>30 bar)和强酸/碱条件,存在能耗高、成本昂贵等问题。针对这一挑战,研究人员探索了环境温度(25°C)和低压(80 kPa)条件下镁质超基性岩(San Carlos Olivine, SCO)与玄武岩(Springerville Volcanic Fie
来源:Carbon Capture Science & Technology
时间:2025-04-22
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泰国北部生物能源与碳捕获和存储(BECCS)的 CO2存储基础设施及成本评估:迈向净零排放的关键一步
在全球努力应对气候变化、追求净零排放的大背景下,生物能源与碳捕获和存储(BECCS)技术成为了实现这一目标的有力 “武器”。BECCS 技术就像是一个神奇的 “碳捕手”,它能将生物能源生产过程中产生的二氧化碳(CO2)捕获并存储起来,从而减少大气中的碳含量。然而,这项技术在实际应用中却面临着诸多挑战。一方面,CO2的捕获和地质存储环节发展相对滞后,许多生物质发电厂难以顺利完成这一技术的改造;另一方面,可靠且充足的地质存储资源难以确定,成本估算也不够准确,这使得相关投资缺乏有力支持。泰国同样面临着这些问题。在其实现碳中和及净零排放的征程中,BECCS 技术虽被列为关键的二氧化碳去除技术,但该国的
来源:Carbon Capture Science & Technology
时间:2025-04-22
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地质碳封存中水泥及界面降解风险研究:机制、影响因素与应对策略
在全球气候变暖的严峻形势下,减少二氧化碳(CO2)排放成为当务之急。碳捕获、利用和储存(CCUS)技术应运而生,其中地质碳封存(GCS)通过将 CO2注入深层地质构造,成为应对气候变化的重要手段。然而,GCS 并非一帆风顺。在其复杂的储层和井结构中,由多种材料构成的体系面临着诸多挑战。比如,水泥在长期的地质环境中,其与钢套管、地层岩石的界面可能出现完整性问题,这就像坚固的堡垒出现了裂缝,使得储存的 CO2有泄漏的风险,不仅会降低封存效果,还可能对环境造成潜在威胁。为了深入了解这些问题并找到解决办法,研究人员展开了相关研究,其成果发表在《Carbon Capture Science 》上。研究人
来源:Carbon Capture Science & Technology
时间:2025-04-22
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探秘 CaO/CuO 材料在钙与化学链循环中的演变奥秘,解锁二氧化碳捕集新路径
在全球气候变化的大背景下,二氧化碳(CO2)排放过量成为亟待解决的难题。2022 年,全球 CO2排放量再创新高,超过 368 亿吨。若按照当前的排放速度,到 2050 年将无法把全球变暖幅度控制在 1.5°C 以内。碳捕获与封存(CCS)技术成为实现低碳转型的关键一环,其中钙循环(Calcium looping)利用 CaO 与 CO2的可逆反应进行燃烧后碳捕获,备受关注。但传统方法使用单独的氧气流来再生 CaO,导致能源和资本成本增加。于是,化学链循环(Chemical looping)技术应运而生,它利用金属氧化物作为氧载体,可直接从固体氧化物中提供氧气,实现 CO2的分离和反应控制。将
来源:Carbon Capture Science & Technology
时间:2025-04-22
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综述:固体吸附剂用于 CO2捕集的最新进展与挑战
1. 引言在全球变暖的大背景下,CO2作为最主要的温室气体,其排放量的控制至关重要。《巴黎协定》旨在限制全球变暖,众多国家和企业纷纷设定净零排放目标。为此,除了优化化石燃料燃烧和推广可再生能源外,碳捕获、利用与封存(CCUS)系统的开发也必不可少。传统的 CO2捕获技术如胺洗涤存在高能耗、腐蚀等问题。相比之下,固体吸附剂(如沸石、金属有机框架(MOFs)、共价有机框架(COFs)、活性炭和胺功能化固体等)具有在宽温度和压力范围内工作、对 CO₂选择性高、再生能耗低等优势,展现出作为下一代 CO₂捕获技术的潜力。然而,目前吸附技术用于碳捕获尚未实现工业化规模应用,还存在成本高、捕获容量和选择性不
来源:Carbon Capture Science & Technology
时间:2025-04-22