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  • 石墨烯与Al2O3纳米颗粒增强相变材料的光伏热系统7E可持续性分析:集成翅片结构的设计与性能优化

    随着全球能源需求激增和碳排放问题日益严峻,太阳能光伏技术已成为清洁能源转型的核心支柱。然而,传统光伏组件存在一个致命弱点——温度每升高1°C,其发电效率会下降0.65%-0.80%。在炎热的沙漠地区或热带气候下,光伏板温度可达80°C以上,导致效率损失高达25%。更棘手的是,这些"废弃"的热能若不能有效利用,不仅造成能源浪费,还会加速组件老化。如何突破这一"温度枷锁",实现光伏系统的热电联产和可持续发展,成为能源领域亟待解决的重大课题。针对这一挑战,国内某工程科技大学的研究团队创新性地将纳米材料科学、相变储能技术与热管理工程相结合,设计出了一种革命性的光伏热(PVT)系统。他们在《Journa

    来源:Journal of Cleaner Production

    时间:2025-06-25

  • 污泥中天然生物光敏剂:胞外聚合物(EPS)驱动过硫酸盐活化实现抗生素可持续降解

    抗生素在现代医疗和农业中的广泛应用已导致其在环境中的持续累积。据统计,全球每日消耗抗生素高达420亿剂次,其中50%-90%以原形通过排泄物进入水体。污水处理厂(WWTPs)作为抗生素的重要汇集点,却因传统工艺的局限性难以有效去除这类污染物。更严峻的是,吸附在污泥胞外聚合物(EPS)中的抗生素不仅抑制微生物活性,还会诱发抗生素抗性基因(ARGs)的传播,形成"隐形健康威胁"。面对这一挑战,如何将污泥这一"污染载体"转化为"治理工具",成为环境领域亟待突破的科学命题。来自中国研究团队在《Journal of Cleaner Production》发表的研究,首次系统揭示了污泥EPS作为天然光敏剂

    来源:Journal of Cleaner Production

    时间:2025-06-25

  • 功函数梯度驱动的单向电荷传输实现g-C3N4光催化析氢性能139倍提升

    在全球能源危机背景下,氢能因其零碳排放特性成为替代化石燃料的理想选择。然而,传统制氢技术面临高能耗和污染问题,而光催化水分解技术可直接利用太阳能驱动反应,其中石墨相氮化碳(g-C3N4)因其可见光响应和化学稳定性备受关注。但该材料存在载流子复合快、光吸收范围窄等瓶颈,导致析氢效率低下。兰州理工大学的研究团队在《Journal of Catalysis》发表研究,创新性地将Co3O4与Ni双助催化剂集成于g-C3N4基底。通过水热合成锚定Co3O4纳米颗粒,光化学还原沉积Ni团簇,结合瞬态光电流、时间分辨光致发光等技术验证电荷分离机制,并采用密度泛函理论(DFT)计算功函数梯度和氢吸附能(ΔG*

    来源:Journal of Catalysis

    时间:2025-06-25

  • 铜镍合金电催化硝酸盐还原的机制解析:关键中间体d带中心调控与氨选择性提升

    氨作为重要的化工原料和能源载体,其工业生产长期依赖高能耗的Haber-Bosch工艺,该过程需在500-600°C高温和200-400 atm高压下进行,每年消耗全球1-2%的能源并产生大量CO2排放。电催化硝酸盐还原反应(NO3RR)在常温常压下将NO3-转化为NH3的路径,被视为极具潜力的替代方案。然而,该反应涉及多步电子-质子耦合转移和竞争性副反应,如何设计高活性、高选择性的催化剂成为关键挑战。铜基催化剂因其成本优势和NH3选择性备受关注,其中铜镍合金(CuNi)表现出超越单金属Cu/Ni的催化性能。实验发现Ni的引入显著提升NO3-去除效率并抑制亚硝酸盐(NO2-)生成,但这一现象的机

    来源:Journal of Catalysis

    时间:2025-06-25

  • 巴基斯坦下印度河盆地早白垩世Talhar页岩有机质富集的关键驱动因素与古环境重建

    早白垩世是地球历史上气候剧烈波动的时期,大气CO2浓度剧烈变化导致全球温度在145-112 Ma间经历了"冷-暖-冷"的震荡,同时伴随海洋缺氧事件(OAE)和大规模火山活动。这种环境剧变显著影响了碳循环和沉积过程,形成了全球范围内富含有机质的烃源岩,约占白垩纪油气源岩总量的50%。巴基斯坦下印度河盆地(LIB)的Talhar页岩作为下Goru组重要成员,平均厚度达70米,但长期以来研究焦点集中于该组的砂岩储层,对其有机质富集机制和古环境背景的认识存在显著空白。为填补这一知识缺口,中国海南某高校联合巴基斯坦石油开发公司的研究人员在《Journal of Asian Earth Sciences》

    来源:Journal of Asian Earth Sciences

    时间:2025-06-25

  • 热处理对ZK61-0.5RE变形合金微观结构与力学性能的影响机制研究

    镁合金因其轻量化、生物可降解性及相容性成为骨科植入物的理想候选材料,但传统镁合金存在强度不足、降解速率过快等问题。ZK61(Mg-Zn-Zr)合金虽具备良好力学性能,但单一元素体系难以满足临床需求。稀土元素(RE)的引入可显著提升合金性能,而热处理工艺对微观结构的调控机制尚不明确。为此,江西某研究团队在《Journal of Alloys and Compounds》发表研究,系统分析了T4/T6热处理对含0.5 wt.% La/Ce混合稀土的ZK61变形合金的影响。研究采用差示扫描量热法(DSC)确定固溶参数,结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子探针显微分析(EPMA)表征相组

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • 退火态富钛高熵合金的卓越拉伸延展性与意外高比强度研究

    钛合金因其出色的比强度(强度与密度之比)长期占据航空航天材料的核心地位,但传统Ti-6Al-4V等合金存在室温拉伸延展性差、加工成本高的致命缺陷。虽然通过添加铌、钼等β相稳定元素或复杂热机械加工可部分改善性能,却又面临密度增加、成本攀升的新难题。印度理工学院焦特布尔分校的研究团队独辟蹊径,采用高熵合金设计理念,成功开发出兼具超高延展性和比强度的Ti50V16Nb16Al15Mo3轻质高熵合金(L-HEA),其突破性成果发表于《Journal of Alloys and Compounds》。研究团队通过电弧熔炼制备合金铸锭,结合1000℃/30分钟退火处理,利用X射线衍射(XRD)、原子探针断

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • 综述:高熵材料在高性能可充电电池中的应用:概念、合成与发展

    Abstract高熵材料(HEMs)自2004年提出以来,凭借其独特的构型熵稳定效应和多重活性位点优势,成为能源存储领域的新兴战略材料。本文首次构建了HEMs在电池应用中的完整理论框架,揭示其通过晶格畸变和量子力学调控实现离子超高速传输的机制,为设计下一代高能量密度、长寿命电池提供了熵工程学解决方案。Introduction全球能源转型背景下,可再生能源的间歇性缺陷亟需高性能储能技术支撑。尽管锂离子电池(LIBs)主导当前市场,但传统LiFePO4/LiCoO2正极-石墨负极体系已接近理论极限。高熵策略通过五元以上多主元固溶体设计,突破单金属电极的动力学限制,其特有的“鸡尾酒效应”可同步优化电

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • PdOCu修饰ZnO纳米颗粒增强氢传感性能的协同效应研究

    随着氢能作为清洁能源的快速发展,氢气泄漏检测成为保障安全应用的关键挑战。传统氢气传感器存在工作温度高(280oC)、响应速度慢(90秒)等问题,而贵金属敏化剂如PdO虽能提升性能却成本高昂。针对这一技术瓶颈,中国博士后科学基金支持的研究团队创新性地采用非贵金属Cu与PdO复合,开发出PdOCu/ZnO纳米传感材料。研究团队通过水热法合成ZnO纳米颗粒,采用自组装技术将PdOCu修饰于其表面。透射电镜(TEM)显示PdOCu呈5 nm方形纳米颗粒,X射线光电子能谱(XPS)证实材料表面存在大量氧空位。气敏测试表明,PdOCu/ZnO的最优工作温度较纯ZnO降低70oC至210oC,对20 ppm

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • 经济型Nb-Ti-Si-Zr四元合金实现室温韧性与高温性能的卓越匹配

    随着航空发动机推力重量比要求的不断提升,涡轮入口温度需达到1800°C,传统镍基高温合金已接近性能极限。Nb-Si基超高温合金因其高熔点、低密度和优异高温性能成为最具潜力的替代材料,但其室温韧性差、加工困难等问题严重制约工程应用。如何通过成分设计实现室温韧性与高温性能的协同优化,成为该领域的研究焦点。哈尔滨工业大学的研究团队在《Journal of Alloys and Compounds》发表研究,通过真空非自耗电弧熔炼制备Nb-30Ti-xSi-yZr(x=10-16, y=6/12)四元合金,结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和力学性能测试,系统探究Si/Zr含量对相组成、微观

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • 基于高通量测序的扩展性携带者筛查在中国安徽人群中的临床应用与生殖决策支持

    单基因遗传病是导致出生缺陷的重要原因,全球已知超过6800种单基因病,其中2000余种为隐性遗传模式。这些疾病往往导致严重残疾甚至死亡,且多数缺乏有效治疗手段。传统筛查方法仅针对特定高发疾病(如地中海贫血、脊髓性肌萎缩症),但不同种族人群的致病基因携带率存在显著差异。中国作为人口大国,亟需建立符合本土人群特征的扩展性携带者筛查(ECS)体系。阜阳市人民医院产前诊断中心联合华大基因团队在《Archives of Gynecology and Obstetrics》发表研究,首次系统评估了ECS在安徽阜阳地区育龄人群中的应用价值。研究采用定制化panel对152种隐性单基因病(142种常染色体隐性

    来源:Archives of Gynecology and Obstetrics

    时间:2025-06-25

  • Co/Mg/Al层状双氧化物-碳纳米管复合材料的制备及其高效微波吸收性能研究

    随着无线电技术的普及,电磁污染已成为威胁精密仪器运行和人类健康的隐形杀手。雷达、医疗设备等领域的快速发展,使得对宽频带、高性能吸波材料的需求日益迫切。传统吸波材料往往面临阻抗匹配不佳的难题——要么像碳纳米管(CNTs)这样介电损耗占主导的材料难以实现电磁波的有效入射,要么如铁氧体等磁性材料无法满足宽频吸收要求。如何通过材料设计平衡介电常数与磁导率,成为突破技术瓶颈的关键。针对这一挑战,研究人员创新性地将层状双氧化物(LDO)与碳纳米管结合,利用LDO的层状结构和缺陷诱导极化损耗,辅以CNTs构建的三维导电网络增强介电损耗。通过化学气相沉积(CVD)过程中原位生成的磁性钴颗粒,同步引入磁损耗机制

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • Bi0修饰N,S-CQDs/BiOCl复合膜的光催化机制与实际应用:高效降解有机污染物的新策略

    在现代畜牧业和医疗领域,磺胺类抗生素(SAs)的大规模使用导致水体污染日益严重,其诱导的抗生素抗性基因更对生态系统构成长期威胁。传统高级氧化工艺存在能耗高、二次污染等问题,而BiOX光催化剂虽具有独特的[Bi2O2]2+层状结构,却受限于载流子复合率高、活性位点暴露不足等瓶颈。如何通过材料改性实现太阳能的绿色高效转化,成为环境催化领域的关键挑战。兰州大学研究团队在《Journal of Alloys and Compounds》发表的研究中,创新性地将生物质衍生的氮硫共掺杂碳量子点(N,S-CQDs)与BiOCl复合,并通过NaBH4还原调控Bi0沉积量,构建出具有表面等离子体共振(SPR)效

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • 镓合金化增强Mg-Zn-Ca-Sr-Ga块体非晶合金的玻璃形成能力与力学性能

    在生物医用材料领域,镁基块体非晶合金(Bulk Metallic Glasses, BMGs)正引发革命性变革。这类材料凭借无晶界结构带来的均匀腐蚀特性、接近人体骨骼的弹性模量,以及镁(Mg)、锌(Zn)、钙(Ca)等生物必需元素的天然优势,被视为下一代可降解骨科植入物的理想候选。然而历经近二十年发展,Mg-Zn-Ca系BMGs的玻璃形成能力(Glass-Forming Ability, GFA)始终徘徊在临界直径(Dc)6 mm水平,这严重制约了其在临床的规模化应用。更棘手的是,GFA与力学性能往往存在此消彼长的矛盾关系——如何在不牺牲强度的前提下突破尺寸限制,成为横亘在研究者面前的科学难题

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • 碳酸亚乙烯酯与氟代碳酸乙烯酯协同构建强韧柔性SEI层提升黑磷负极性能的研究

    随着电动汽车和便携式电子设备对高能量密度储能器件的需求激增,黑磷(BP)因其2596 mAh g-1的超高理论容量成为最具潜力的负极材料之一。然而,这种材料在充放电过程中面临超过300%的体积变化,犹如气球反复膨胀收缩,导致传统固体电解质界面(SEI)像脆弱的蛋壳般破裂。这种界面失效会引发电极粉化、电解质持续分解等一系列连锁反应,最终造成电池性能的快速衰减。针对这一挑战,河南高校的研究团队在《Journal of Alloys and Compounds》发表了一项创新研究。他们巧妙地将氟代碳酸乙烯酯(FEC)和碳酸亚乙烯酯(VC)这两种明星添加剂组合使用,就像建筑中的钢筋与混凝土,FEC提供

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • 双模式荧光温度传感材料LuVO4:Sm3+的色温可调特性与指纹检测应用研究

    温度测量在工业、医疗等领域至关重要,但传统接触式测温在极端环境中面临挑战。近年来,基于稀土离子热耦合能级(TCL)的荧光强度比(FIR)技术虽被广泛应用,却受限于能级固定、灵敏度低的瓶颈。如何开发具有高灵敏度的新型光学温度传感器,成为材料科学的研究热点。中国研究人员通过高温固相法合成系列LuVO4:xSm3+(x=0.1%-2.0%)荧光材料,创新性地利用钒酸根基团(VO4)3-(宽谱带发射峰441 nm)与Sm3+(特征峰564/601/645 nm)构成双发射中心。通过X射线衍射(XRD)和Rietveld精修确认材料纯度,结合变温光致发光(PL)光谱和寿命衰减测试,发现(VO4)3-→S

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • 高强度大尺寸Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的差温小挤压比制备工艺研究

    20:1)或小尺寸样品制备,难以满足工业级大尺寸构件的高强度需求。更棘手的是,低温挤压虽能提高强度,却往往导致塑性骤降(<5%),而常规差温挤压又受限于设备条件无法兼顾大尺寸生产。这些矛盾使得开发兼具高强度、良好塑性和大尺寸的镁合金成为材料科学领域的"圣杯"。针对这一挑战,山东某研究团队在《Journal of Alloys and Compounds》发表突破性成果。研究人员选择经典Mg-11Gd-2Y-1Zn-0.4Zr(VWZ1121K)合金,创新性地将差温挤压(billet 510°C/die 350°C)与小挤压比(~4:1)工艺结合。通过精确控制固溶温度抑制静态析出,同时利用模具低

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • 超声喷雾热解法制备CNTs增强CuCr电接触材料的抗电弧侵蚀机制与性能提升

    在现代电力传输网络和断路器中,铜基电接触材料(如Cu-W、Cu-Cr合金)承担着接通与分断电路的关键任务。然而,反复的高压电弧作用会导致接触表面熔融、蒸发甚至金属飞溅,最终引发接触失效。尽管通过添加合金元素(如Zr)或复合颗粒(如Al2O3、SnO2)可部分改善性能,但存在导电性下降或颗粒团聚等问题。碳纳米管(CNTs)因其优异的导电导热特性被视为理想增强体,但其分散均匀性及抗电弧机制尚不明确。为解决上述问题,云南某研究团队通过超声喷雾热解结合粉末冶金技术,成功制备了CNTs均匀分布的1% CNTs/Cu5Cr复合材料,并系统研究了其抗电弧侵蚀机制。论文发表于《Journal of Alloy

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • 氮磷共掺杂椰壳活性炭负载Mo2C催化剂在碱性电解水析氢反应中的高效性能研究

    随着化石能源枯竭与环境恶化,氢能因其零碳、高效特性成为理想替代能源。电解水制氢技术中,碱性条件下的析氢反应(HER)因设备要求低而广泛应用,但其动力学速率比酸性条件慢2-3个数量级,核心瓶颈在于水分解步骤(Volmer步骤)的高能垒。虽然铂族金属催化剂性能优异,但其高昂成本制约了规模化应用。因此,开发具有类铂电子结构的非贵金属催化剂成为研究热点,其中过渡金属碳化物Mo2C因其独特的d带电子结构备受关注。针对上述问题,中国林业科学研究院的研究团队创新性地利用椰壳生物质碳为载体,通过三步法制备氮磷共掺杂Mo2C催化剂(Mo2C/NPBC-X),相关成果发表在《Journal of Alloys a

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25

  • Z型BiOBr/Bi2O3异质结的能带设计与氧缺陷协同促进载流子分离以共催化CIP和Cr(VI)

    在当今工业废水处理领域,抗生素与重金属的混合污染已成为严峻挑战。环丙沙星(CIP)作为喹诺酮类抗生素的典型代表,其难以降解的特性导致水体生态链破坏;而六价铬Cr(VI)更是具有强致癌性,两者在工业废水中的共存使得传统单一污染物处理技术捉襟见肘。尽管半导体光催化技术(如TiO2、ZnS等)展现出潜力,但窄的光响应范围和快速的电子-空穴复合严重制约其效率。BiOBr虽具有独特的二维层状结构,能通过内建电场促进载流子分离,但其高复合率和低电荷转移速率仍是瓶颈。如何通过材料设计实现污染物协同催化,成为突破该领域技术壁垒的关键。针对这一难题,来自黑龙江省自然科学基金和国家自然科学基金支持的研究团队,在《

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-06-25


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