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  • 双规格孔道结构三维碳基负极材料Pmma-C44:高性能锂离子电池的理论设计与储能机制

    Highlight本研究通过理论计算首次报道了具有双规格孔道结构的三维碳基材料Pmma-C44,其展现出三大突破性特性:1.超高理论容量(963.64 mA h/g),是商用石墨负极的2.6倍2.超快锂离子传输通道(最低扩散势垒仅0.026 eV)3.近乎零应变特性(充放电体积变化仅2.9%)Geometry and stability如图1a所示,这种蜂窝状三维结构由44个碳原子构成,包含14种对称性独特的碳位点。分子动力学模拟证实其在1500K高温下仍保持稳定,声子谱分析显示无虚频存在,满足玻恩-黄稳定性判据。特别值得注意的是,其总能量低至-9.04 eV/atom,比富勒烯结构更稳定。C

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-08

  • 碳气凝胶负载表面富缺陷PtCo合金纳米催化剂:提升氧还原反应性能的新策略

    Highlight本研究亮点在于采用实验室自制的高比表面积碳气凝胶(CA)为载体,通过创新的两步还原法和化学脱合金策略,成功制备出表面富含缺陷的PtCo合金纳米催化剂。这种独特的制备方法使催化剂表面形成丰富的钴空位,同时保留微量钴原子来调控电子结构,显著提升了铂的利用率。Materials and chemicals实验所用材料和化学品均为分析纯级别,包括:氯铂酸钾[K2PtCl4,99%]、六水合氯化钴[CoCl2(H2O)6,99%]、乙二醇[C2H6O2,99%]等。商业Pt/C催化剂[19.4 wt% Pt]作为对比样品。Synthesis and characterization o

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-09-08

  • 电荷转移掺杂调控Ti3C2Tx MXene功函数及其光电器件应用研究

    Highlight通过将不同浓度(0.3/0.5/1.0 mg/mL)的MoO3纳米点掺入Ti3C2Tx MXene悬浮液,我们实现了MXene功函数的阶梯式调控。这种自发电子转移过程(MXene→MoO3)使空穴浓度增加,导致费米能级下降,最终使功函数提升超600 meV。Results and discussion实验显示,随着MoO3掺杂浓度增加,MXene薄膜的紫外光电子能谱(UPS)特征峰明显向高结合能方向偏移,证实功函数从4.65 eV逐步提升至5.25 eV。密度泛函理论(DFT)计算揭示,MXene表面物理吸附的MoO3纳米点会形成局部电子势阱,诱导电荷重分布。Conclusi

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-09-08

  • 缺陷型CaMn2O4-δ的固溶特性及其在高温热化学储能中的应用潜力

    亮点缺陷型Ca0.95Mn2O4-δ展现出优异的热稳定性,其独特的阳离子空位和氧空位协同作用为开发新一代热化学储能材料开辟了道路。结论本研究通过高温固相反应系统探索了CaCO3与锰氧化物的相互作用。在CaCO3-MnO2和CaCO3-Mn3O4体系中均观察到向CaMn2O4和CaMnO3的相转变。其中marokite型材料在x=0.05-0.15范围内形成单相固溶体Ca1-xMn2O4-δ,钙缺陷和氧空位的存在导致晶格参数收缩。通过同步辐射X射线吸收谱(XANES)等先进表征技术,揭示了局部结构畸变如何显著影响材料的氧化还原动力学特性。这些发现突破了传统钙钛矿型CaMnO3-δ材料的热分解限制

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-09-08

  • 钙锰氧化物缺陷工程新突破:Ca(1-x)Mn2O4-δ中阳离子与氧空位调控及其热化学储能潜力

    Highlight超越CaMnO3-δ:解锁Ca(1-x)Mn2O4-δ中的阳离子与氧空位及其热储能潜力Abstract缺陷钙钛矿CaMnO3-δ虽被广泛研究为热化学储能(TCES)材料,但其高温稳定性受限于分解为Ca-Mn-O相图中的主导相CaMn2O4。本研究首次证实Ca(1-x)Mn2O4-δ在x=0-0.15范围内形成单相固溶体,晶格参数随缺陷增加而降低。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱和X射线吸收近边结构(XANES)揭示了阳离子空位与氧空位引起的局部结构畸变,这种畸变显著改变了材料氧化还原特性。含缺陷的Ca0.95Mn2O4-δ展现出优异的热稳定性,为拓展TCES材料库提供了新选

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-09-08

  • 综述:可充电锌空气电池中锌合金阳极腐蚀行为的表征研究

    材料与方法研究团队采用溶剂蒸发自组装技术合成Al@BF4-/AP微球,核心组分包含铝粉(Al)、高氯酸铵(AP)及含BF4-的铵盐/锂盐(NH4BF4/LiBF4)。扫描电镜(SEM)显示微球表面存在明显包覆痕迹,X射线衍射(XRD)证实NH4+与BF4-/AP形成共晶盐结构,这种特殊界面排列为后续循环腐蚀反应奠定基础。燃烧机制突破传统金属燃料燃烧时,熔融铝滴聚集形成的Al2O3再生钝化层会二次包裹活性金属,导致能量释放率不足40%。本研究通过BF4-热分解触发级联反应:首先生成四氟硼酸(HBF4)腐蚀Al2O3生成Al(BF4)3,后者分解释放BF3与水再生HBF4,形成自持续腐蚀循环。光纤

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-08

  • 多功能Na3-3xYxPO4涂层助力高性能O3型单晶层状氧化物钠离子电池正极材料

    亮点本研究通过构建Na3-3xYxPO4(NYP)多功能涂层,实现了O3-NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2(NFM)单晶正极的协同优化:涂层既作为界面保护屏障抑制副反应,又形成Na+快速传输通道;同步清除的表面残碱转化为钝化层;体相Y-O键强化晶格结构。改性后的NYP-0.5@NFM正极在2-4.1V电压范围内展现出卓越性能。材料合成原始NFM通过共沉淀-高温固相法合成:将Ni1/3Fe1/3Mn1/3(OH)2前驱体与Na2CO3按Na:(Ni+Fe+Mn)=1.01:1混合,经970°C煅烧10小时和1020°C退火5小时后缓冷制得。结构与形貌图1a展示了NYP涂层处理流程。ICP-

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-09-08

  • 综述:锌负极表面与界面的关键问题及高性能锌离子电池的界面调控策略

    锌负极界面:性能突破的关键战场挑战在锌负极表面与界面锌金属负极的结晶取向与界面微环境决定其电化学行为。(002)晶面因其低表面能特性可实现二维平面沉积抑制枝晶,而界面离子浓度梯度、电场分布和电解质组分则深刻影响锌沉积动力学。枝晶生长、HER和腐蚀三大问题相互交织:表面缺陷导致局部电流密度升高引发枝晶,活性枝晶尖端催化水分解产生局部高pH环境,进一步加剧钝化层形成和界面阻抗上升。界面问题的关键因素枝晶生长的根本原因在于锌离子在界面处的非均匀沉积。经典成核理论表明,降低成核过电位能诱导均匀沉积,而界面电场分布调控可引导Zn2+有序扩散。HER则与界面水分子活性直接相关,[Zn(H2O)6]2+溶剂

    来源:Materials Today Energy

    时间:2025-09-08

  • 宽应变率范围内Ti3Al合金动态再结晶热加工图构建及动态软化机制研究

    Highlight基于动态材料模型(DMM),本研究以动态再结晶(DRX)为关键指标,首次建立了Ti3Al合金在高温α单相区的热加工图,并揭示了α-Ti3Al相在宽应变率范围内的微观结构演变规律。Hot deformation behavior图2显示Ti-35Al合金真应力-应变曲线呈现显著的温度/应变率敏感性:恒定应变率下流动应力随温度升高而降低,固定温度时则随应变率上升而增大。在0.001s−1低应变率下,曲线呈现典型的三阶段特征——这可是材料"抵抗变形-软化平衡-稳态流动"的微观结构"变形日记"哦!Discussion应变率通过调控动态再结晶(DRX)特征显著影响能量耗散效率η。特别有

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-08

  • 钽含量调控下Cu-Ta-W合金的微观结构与性能演变机制及其协同强化效应

    Highlight亮点聚焦1)钽(Ta)元素的引入对Cu-W合金体系产生显著晶粒细化作用。在W与Ta的热力学相互作用下,可形成Ta0.5W0.5固溶体,该相分布于Cu晶界处,展现出超强的晶粒钉扎能力。2)Ta的添加大幅增加Cu-Ta-W合金内部晶界数量,进而影响其性能。当自由电子穿越这些"晶界迷宫"时,会与晶界发生更多碰撞,导致电阻率上升——但有趣的是,这种牺牲换来的是力学性能的飞跃!Conclusions研究结论• 当Ta含量达2 at%时,合金的拉伸屈服强度和压缩屈服强度分别飙升至386 MPa和403 MPa,较无Ta的Cu-W合金分别提升19.1%和23.6%,堪称"强度双冠王"。•

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-08

  • 综述:金属化合物结构的多尺度调控与微波吸收性能优化

    引言随着5G通信和物联网技术普及,电磁污染问题日益严峻。传统碳基和聚合物基电磁波吸收材料(EWAM)存在低频吸收弱、环境稳定性差等缺陷。相比之下,金属化合物(如碳化物、氮化物、磷化物等)凭借可调的介电性能、丰富的配位环境和优异的热稳定性,成为高性能EWAM的研究热点。宏观/介观尺度结构调控通过超材料亚波长单元的几何设计延长电磁波传播路径,结合介观尺度功能单元的组分优化(如多孔结构、核壳构型),可协同增强电磁损耗。例如,分级多孔结构通过多重散射提升损耗效率,而核壳异质界面可诱导界面极化效应。异质界面工程金属化合物与碳材料、聚合物等构建的异质结构(如MoS2/石墨烯)能加速界面电子迁移,产生额外的

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-09-08

  • Yb-Bi共掺杂菱方GeTe的热电性能优化:晶格稳定与声子散射协同增强策略

    亮点本研究揭示了Yb-Bi共掺杂对GeTe热电性能的双重调控机制:Yb3+的4f电子局域磁矩提升塞贝克系数(S),而Yb与基体的质量/应变场差异显著降低晶格热导率(κL)。样品合成采用熔体旋淬技术(冷却速率达107 K/s)制备YbxBi0.07Ge0.9Te(x=0-0.020)系列样品,高纯元素在1273K熔融后快速凝固,获得均匀纳米结构。Yb掺杂Bi0.07Ge0.9Te的微观结构透射电镜显示Yb掺杂形成5-20nm富Yb纳米沉淀相,伴随高密度位错网络和畴界。这种"声子玻璃-电子晶体"结构使κL降至0.8 W m-1 K-1。讨论密度泛函理论(DFT)计算表明Yb-Bi共掺杂使价带顶出现

    来源:Materials Today Physics

    时间:2025-09-08

  • 振荡激光束偏移焊接钛预镀铜的Ti-Cu接头微观结构与力学性能研究

    Highlight本研究通过两步水热法构建了NiFe-LDH@Co3O4-rGO/NF异质结构催化剂。Co3O4-rGO过渡层不仅形成开放框架提升导电性,更通过NiFe-LDH与Co3O4的电子协同效应调控催化剂电子态,显著增强OER本征活性。Results and discussion如示意图1所示,首先通过自组装现象形成Co(OH)2-GO溶胶凝胶,经水热反应在NF上构建强耦合的Co3O4-rGO层。该层作为骨架引导NiFe-LDH纳米片垂直生长,形成分级多孔结构。XPS分析证实界面电荷重分布,Co2+/Co3+氧化还原对与Fe/Ni活性位点产生协同效应,优化*OOH中间体吸附能。Conc

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-08

  • 综述:环氧功能化熔融接枝共聚SBS改性沥青:通过界面增强实现优异储存稳定性

    Abstract探索高活性镍铁层状双氢氧化物(NiFe-LDH)催化剂对水分解制氢至关重要。然而,其导电性不足和活性较低的问题制约了效率提升。本研究通过温和水热法在泡沫镍(NF)上构建Co3O4纳米片与还原氧化石墨烯(rGO)的过渡层(Co3O4-rGO/NF),作为NiFe-LDH@Co3O4-rGO/NF的框架。该夹层不仅通过开放结构增强导电性和活性位点密度,还利用NiFe-LDH与Co3O4的电子协同效应调控催化剂电子态,从而提升本征OER活性。所得催化剂在50 mA cm−2电流密度下仅需249 mV过电位,塔菲尔斜率低至39.3 mV dec−1。Introduction化石燃料滥用

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-08

  • Co3O4-rGO双协同效应构建NiFe-LDH@Co3O4-rGO/NF高效析氧催化剂:电子调控与界面工程新策略

    Highlight本研究通过两步水热法成功构建了NiFe-LDH@Co3O4-rGO/NF高效析氧催化剂。Co3O4-rGO过渡层不仅形成开放框架提升导电性,还通过NiFe-LDH与Co3O4的电子协同效应调控催化剂电子态,显著增强本征活性。该催化剂在50 mA cm−2电流密度下仅需249 mV过电位,塔菲尔斜率低至39.3 mV dec−1,性能优于多数非贵金属催化剂。Results and Discussion材料表征:扫描电镜(SEM)显示Co3O4-rGO在NF表面形成均匀纳米片阵列(图1a),为NiFe-LDH生长提供骨架。X射线衍射(XRD)证实了Co3O4尖晶石相与NiFe-L

    来源:Materials Science and Engineering: B

    时间:2025-09-08

  • 聚乙烯亚胺双重角色:PEEKWC-PEI交联超滤膜的基质与添加剂协同效应

    Highlight本研究通过温和水热法在泡沫镍(NF)上构建了Co3O4纳米片与还原氧化石墨烯(rGO)的过渡层(Co3O4-rGO/NF),作为支架用于制备NiFe-LDH@Co3O4-rGO/NF催化剂。该设计巧妙利用rGO的高导电性和Co3O4的界面协同效应,显著提升了析氧反应(OER)性能——在50 mA cm−2电流密度下仅需249 mV过电位,塔菲尔斜率低至39.3 mV dec−1,为优化镍基电催化剂提供了"双效基底修饰"新思路。Results and discussion如方案1所示,通过两步水热法成功制备NiFe-LDH@Co3O4-rGO/NF。首先,辛胺配体修饰的Co(O

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-08

  • Phaseolus lunatus果皮与种子提取物在酸性介质中对低碳钢腐蚀抑制机制研究

    Highlight本研究通过两步水热法成功构建了NiFe-LDH@Co3O4-rGO/NF异质结构催化剂。Co3O4-rGO过渡层不仅像"电子高速公路"般提升导电性,其与NiFe-LDH形成的界面协同效应更如同"分子开关",精准调控催化剂电子态,使OER过电位降至249 mV,塔菲尔斜率仅39.3 mV dec−1。Results and discussion扫描电镜显示Co3O4纳米片与rGO在泡沫镍(NF)上形成"蜂巢状"三维骨架(图1),这种结构为NiFe-LDH生长提供了理想模板。X射线光电子能谱(XPS)证实Co2+/Co3+与Fe3+间存在电子转移,形成"电子蓄水池"效应。电化学测

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-08

  • 微结构调控下低碳双相不锈钢2101的力学性能与氢脆行为研究

    Highlight本研究通过两步水热法构建了NiFe-LDH@Co3O4-rGO/NF异质结构催化剂。Co3O4-rGO过渡层不仅形成开放式框架提升导电性,还通过NiFe-LDH与Co3O4的电子协同效应调控催化剂电子态,从而增强本征OER活性。Results and discussion如Scheme 1所示,首先通过自组装现象形成Co(OH)2-GO溶胶凝胶,经水热反应在NF上生成强耦合的Co3O4-rGO层。该结构为后续NiFe-LDH纳米片的生长提供导电骨架,其独特的层状结构有效防止活性材料团聚。XPS分析证实界面处电子重分布,Co2+/Co3+与Fe3+的氧化还原协同显著提升催化活性

    来源:Materials Science and Engineering: A

    时间:2025-09-08

  • 透明氧化铟锡基底上六边形缝隙环形单极子的设计与分析及其在高效水分解中的应用

    Highlight泡沫镍基底上构建的Co3O4-rGO过渡层通过双重效应显著提升NiFe-LDH催化性能:其三维开放框架增强导电性并富集活性位点,同时通过NiFe-LDH与Co3O4的电子协同作用优化催化剂电子态,使析氧反应(OER)本征活性大幅提升。Results and discussion如方案1所示,通过两步水热法成功制备NiFe-LDH@Co3O4-rGO/NF催化剂。首先,辛胺配体修饰的Co(OH)2与GO通过氢键自组装形成溶胶-凝胶体系(图S1),在首次水热过程中于NF表面形成强耦合的Co3O4纳米片-rGO复合层。该结构不仅为后续NiFe-LDH生长提供导电骨架,其异质界面更通

    来源:Materials Science in Semiconductor Processing

    时间:2025-09-08

  • β-Ca3(PO4)2与Mg2Sr(PO4)2协同构建高机械强度与生物相容性生物陶瓷支架的研究

    Highlight本研究通过两步水热法成功构建了NiFe-LDH@Co3O4-rGO/NF异质结构催化剂。其中Co3O4-rGO过渡层不仅形成开放式框架提升导电性,更通过电子协同效应调控催化剂电子态,从而显著增强OER本征活性。Results and discussion如Scheme 1所示,首先利用辛胺配体修饰的Co(OH)2与GO通过氢键自组装形成溶胶-凝胶混合物(图S1),经水热反应在NF上生成强耦合的Co3O4纳米片-rGO复合层。该结构为后续NiFe-LDH生长提供理想框架,其独特的层状结构有效防止活性材料团聚。XPS分析证实异质界面处存在电子重排现象,Co2+/Co3+和Fe2+

    来源:Materials Today Communications 

    时间:2025-09-08


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