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甲烷与CO2/H2O混合重整的热力学分析与反应机理研究:面向碳中和的碳资源高效转化
在全球能源结构转型与碳中和目标的双重驱动下,如何高效利用富含甲烷的工业废气(如焦炉煤气、冶金炉顶气)成为关键挑战。甲烷蒸汽重整(SRM)和干重整(DRM)虽能生产合成气(H2/CO),但面临催化剂积碳失活、产物比例调控困难等问题。尤其对于钢铁行业直接还原铁工艺(如HYL和Midrex),其炉顶气成分复杂(含CH4、CO2、H2O等),传统单一重整技术难以适配。为此,北京科技大学的研究团队通过热力学计算与反应力场(ReaxFF)模拟相结合,首次系统解析了甲烷-CO2-H2O三元混合体系的反应机制,相关成果发表于《Journal of the Energy Institute》。研究采用热力学平衡
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-06-22
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粉煤热解半焦热输运过程影响因素与动力学分析研究
在全球碳减排背景下,粉煤热解技术因其清洁高效特性成为煤炭资源利用的重要方向。然而,作为主产物的半焦粉(占原煤重量60%以上)在高温输运过程中易发生氧化,导致能源损耗和安全风险。现有研究多聚焦实验室自制半焦,其性质与工业级产物差异显著,且传统非等温热重分析(TGA)无法真实模拟实际输运的瞬时高温环境。针对这一技术瓶颈,来自陕西煤业化工集团合作团队的研究人员以万吨级粉煤热解工业装置产出的半焦为样本,首次通过非等温与等温TG-FTIR联用实验,系统揭示了工业半焦的热输运反应机制。研究采用两项关键技术:一是非等温TG-FTIR(热重-红外光谱联用技术)测定不同升温速率(5~20oC/min)下半焦的氧
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-06-22
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氨-柴油双燃料低负荷燃烧的光学诊断与NOx排放机理研究
全球变暖背景下,绿色能源衍生的氨(NH3)作为氢载体成为内燃机脱碳研究热点。然而,氨的高自燃温度、慢火焰速度等特性导致其在低负荷工况下燃烧效率骤降,且伴随大量未燃NH3和N2O(温室效应为CO2的200余倍)排放。现有研究多聚焦中高负荷,而低负荷(净指示平均有效压力IMEP < 4 bar)的燃烧机制尚不明确,尤其缺乏连续循环的光学诊断数据。为解决这一难题,天津大学联合沙特阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)团队在AVL光学单缸机上,首次实现200次连续循环的缸压与自然火焰辐射(NFL)同步采集,结合排放分析,系统探究了柴油喷射压力(600/800/1000 bar)和氨能量比(60%/70%)
来源:Journal of the Energy Institute
时间:2025-06-22
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全印协作计划大豆育种系对黄化曲叶病抗性及农艺性状的综合评估:从田间筛选到分子验证
黄化曲叶病(Yellow mosaic disease, YMD)由绿豆黄化印度花叶病毒(Mungbean yellow mosaic India virus, MYMIV)引发,严重威胁东南亚大豆产业。研究团队从全印协作研究计划(All India Coordinated Research Programme, AICRP)中精选230份大豆育种系,在印度农业研究院(Indian Agricultural Research Institute, IARI)的YMD自然疫源地开展多年田间试验。通过感染系数(Coefficient of Infection, CI)和病情进展曲线下面积(Area
来源:Physiology and Molecular Biology of Plants
时间:2025-06-22
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纳米氧化锌与氧化铜处理提升番石榴采后品质及货架期的研究
纳米颗粒(NP)技术在园艺生产中的应用正引发革命性变革,其独特的保鲜特性为热带水果采后难题带来曙光。研究人员采用共沉淀法精心制备氧化锌(ZnO)和氧化铜(CuO)纳米颗粒,通过X射线衍射(XRD)揭示其晶体结构,扫描电镜(SEM)展现纳米级形貌特征,紫外-可见光谱(UV-Vis)则证实了材料的光学性质。实验选取商业果园的番石榴果实,创新性地采用0-300 ppm梯度浓度的纳米悬浮液进行采后浸渍处理。在完全随机设计(CRD)的实验框架下,经过一周常温贮藏后,200 ppm ZnO NPs处理组展现出惊艳的保鲜效果:失重率降低21%,果实硬度提升35%,不溶性果胶含量增加1.8倍。更令人振奋的是,
来源:Applied Fruit Science
时间:2025-06-22
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多层夹层盐穴储氢可行性研究:基于张树地区岩心渗透性与三维地质力学模拟
在全球能源转型背景下,氢能作为实现"双碳"目标的核心清洁能源,其大规模储存技术成为关键瓶颈。传统地上储氢存在容量小、安全性差等问题,而盐穴因其极低渗透性(permeability)和自修复特性被国际公认为理想储氢地质体。然而,中国盐岩地层普遍存在夹层比例超50%的特殊地质条件,多层夹层导致的溶腔形态不规则、应力集中及氢岩反应(hydrogen-rock reaction)风险,给储氢密封性带来严峻挑战。针对这一难题,中国科学院岩石力学研究所团队以江西张树地区高夹层盐穴为研究对象,开展了一系列创新性探索。研究首先通过岩心渗透性测试(采用Klinkenberg效应修正模型kg=k∞(1+b/p))
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-06-22
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多级核壳结构NiCoS/Co/CuO/CF纳米阵列的构建及其高效全解水双功能电催化性能研究
随着化石能源过度开发导致的能源危机与环境问题日益严峻,开发高效、低成本的绿色制氢技术成为研究热点。电解水制氢因其零碳排放优势被视为最具前景的氢能制备方案,但其核心瓶颈在于析氧反应(OER)和析氢反应(HER)的动力学迟缓,需要依赖昂贵的贵金属催化剂(如Ir/Ru和Pt基材料)。如何设计兼具高活性、低成本的非贵金属双功能催化剂,成为推动该技术产业化的关键科学问题。针对这一挑战,研究人员通过多步协同策略构建了具有多级核壳结构的NiCoS/Co/CuO/CF纳米阵列电催化剂。该研究以导电多孔的泡沫铜(CF)为基底,先后采用表面氧化、高温煅烧形成CuO纳米棒阵列前驱体,再通过电镀钴层提升导电性,最终经
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-06-22
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质子交换膜水电解槽阳极催化剂层蜂窝状图案设计促进气泡管理及性能提升研究
随着全球向氢能经济转型,质子交换膜水电解(PEMWE)技术因其高效率、快速响应和可再生能源兼容性成为研究热点。然而,高电流密度下阳极催化剂层(CL)表面氧气气泡的积聚会阻塞活性位点,导致传质损失加剧和性能下降。这一"气泡效应"已成为制约PEMWE效率提升的关键瓶颈。传统解决方案如优化流场设计或改进多孔传输层(PTL)虽有一定效果,但鲜有研究从催化剂层微观结构调控入手解决气泡管理问题。韩国能源技术评价院资助的研究团队创新性地提出蜂窝状图案催化剂层设计。通过实验与模拟相结合的方法,证实该结构能显著加速气泡脱离,在1.18 A/cm2电流密度下实现0.15 V的电压降,相关成果发表于《Interna
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-06-22
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新鲜鱼类消费对高端餐厅财务绩效的影响:基于渔获产量与菜单工程的经济效益分析
在全球饮食健康化趋势下,鱼类消费量持续攀升,但高昂的价格和复杂的供应链管理成为高端餐饮业的痛点。国际游客对新鲜海产的品质要求与餐厅成本控制形成矛盾,尤其当鱼类作为招牌菜核心原料时,其采购、加工及浪费问题直接影响利润。据FAO预测,2030年人均鱼类消费量将达21.5公斤,但拉丁美洲等地区面临资源利用效率低下的挑战。在此背景下,一项聚焦巴西高端餐厅的研究应运而生,旨在破解“如何通过科学选材与菜单设计平衡美食体验与经济效益”的行业难题。研究人员采用案例分析法,选取巴西沙鲈、弱鱼和石斑鱼三种主厨推荐物种(10-12 kg/条,全鱼采购),通过电子秤量化净肉产率,结合成本每份(Cost per Por
来源:International Journal of Gastronomy and Food Science
时间:2025-06-22
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综述:从生物质到电池:可持续钠离子储能硬碳负极的前沿进展
微结构特征:无序中的有序之美硬碳(Hard Carbon)的独特魅力源于其“非石墨化”特性——即使高温超过2800°C仍保持弯曲的石墨烯片层堆叠(图2)。这种结构由三部分组成:表面缺陷丰富的sp2杂化碳、类石墨微晶区(d0020.37 nm),以及纳米级闭孔。透射电镜(TEM)和拉曼光谱(ID/IG≈1.2)证实,其无序度显著高于石墨,而小角X射线散射(SAXS)揭示了2-5 nm的闭孔网络,这些特征共同构成了钠离子的“多维旅馆”。储钠机制:解码离子行为密码硬碳的储钠机制长期存在“吸附-填充”与“插层-吸附”之争。最新研究表明,斜坡区(0.1-1 V)对应钠离子在缺陷和边缘的吸附,而平台区(0
来源:Inorganic Chemistry Communications
时间:2025-06-22
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纤维素与ZIF-67衍生的Co-Cu氮掺杂石墨碳反应器:吸附-PMS协同高效降解环境中的亚甲基蓝
合成染料工业的蓬勃发展带来了严峻的环境挑战,其中亚甲基蓝(MB)作为典型有机染料,不仅阻碍水体自净能力,还可能形成致癌副产物。传统吸附法虽操作简便却无法彻底分解污染物,而新兴的高级氧化工艺(AOPs)中,过一硫酸盐(PMS)活化技术又面临金属催化剂稳定性差、制备复杂等瓶颈。如何开发兼具高效降解能力和环境友好特性的材料,成为水处理领域的重大课题。青岛大学的研究团队创新性地将木材衍生生物炭与金属有机框架(MOFs)材料结合,通过简易的碳化封装工艺制备出Cu-Co@CC复合材料。该材料在《Inorganic Chemistry Communications》发表的研究中展现出惊人性能:1分钟内完全降
来源:Inorganic Chemistry Communications
时间:2025-06-22
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外延生长二维锌纳米盘及其向三维氧化锌纳米结构的转化用于高性能紫外光电探测器
在功能材料研究领域,金属氧化物纳米结构因其独特的物理化学性质备受关注。其中,氧化锌(ZnO)作为典型的宽禁带半导体(带隙3.34 eV),具有优异的电子迁移率(115–155 cm2·V−1·s−1)和高达60 meV的激子结合能,在光电器件领域展现出巨大潜力。然而,传统制备方法如化学气相沉积(CVD)、磁控溅射等存在工艺复杂、成本高等问题,且对三维(3D)纳米结构的形貌控制仍具挑战。更关键的是,现有研究多基于薄膜或箔片基底,对纳米尺度材料的氧化机制认识不足,制约了高性能器件的开发。针对这些问题,米特拉吉科学技术研究院的研究团队在《Inorganic Chemistry Communicati
来源:Inorganic Chemistry Communications
时间:2025-06-22
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共轭金属有机框架与金属氧化物纳米结构的协同杂化:电化学储能与转化的新突破
在电化学能源领域,金属有机框架(MOFs)因其可调控的孔隙结构和超高比表面积备受关注,但传统MOFs如同"绝缘体"般的导电性严重制约了其应用。近年来兴起的共轭金属有机框架(cMOFs)通过引入π-π共轭体系,成功将"电子高速公路"植入多孔骨架,然而这类材料仍面临氧化还原活性不足和结构稳定性差的瓶颈——就像拥有豪华跑车却缺乏强劲引擎。更棘手的是,在长期电化学循环中,cMOFs骨架容易"散架",导致性能急剧衰减。针对这一挑战,扬州大学的研究团队独辟蹊径,将目光投向过渡金属氧化物NiO这一"电化学老将"。通过精妙的界面工程策略,他们让cMOFs在NiO纳米片上"生根发芽",构建出具有分级结构的M-H
来源:Inorganic Chemistry Communications
时间:2025-06-22
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MoS2/磁性马铃薯残渣生物炭高效去除罗丹明B的性能与机制研究
染料工业的快速发展导致大量含罗丹明B(RhB)的废水排放,这种碱性染料不仅难以降解,还会对人体呼吸系统和眼睛造成刺激。传统吸附剂如活性炭成本高、效率低,而农业废弃物马铃薯残渣的处理也面临环境压力。如何将这两种问题协同解决,成为环境科学领域的重要挑战。针对这一难题,宁夏某淀粉加工厂联合研究团队提出创新方案:将马铃薯残渣转化为生物炭(BC),并通过负载二硫化钼(MoS2)和磁性Fe3O4纳米颗粒,开发出新型复合材料MoS2/MBC。这项发表在《Industrial Crops and Products》的研究显示,该材料对RhB的吸附量达到260.93 mg·g−1,是原始生物炭的5.3倍,远超同
来源:Industrial Crops and Products
时间:2025-06-22
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微咸水灌溉优化:基于棉花产量、纤维品质与水分利用效率协同提升的干旱区阈值研究
在全球水资源日益紧缺的背景下,干旱半干旱地区的农业生产面临严峻挑战。中国西北内陆的棉花主产区新疆,年均降水量不足200毫米,而蒸发量高达1660毫米,淡水资源的匮乏严重制约着当地农业发展。然而,这片土地却蕴藏着丰富的微咸水资源,占全国西北干旱区内陆地区天然补给量的57.6%,年可开采量达17.24亿立方米。如何科学利用这些微咸水资源进行农业灌溉,成为解决区域农业用水矛盾的关键突破口。棉花作为新疆最重要的经济作物,具有中等耐盐性,但其生长、产量和纤维品质对灌溉水盐度极为敏感。以往研究表明,盐胁迫会抑制棉花株高(Ph)、茎粗(Sd)和叶面积指数(LAI)等生长参数,降低净光合速率(Pn)和蒸腾速率
来源:Industrial Crops and Products
时间:2025-06-22
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孟加拉国城市贫民窟家鼠中缩小膜壳绦虫(Hymenolepis diminuta)的形态学与分子鉴定及其人畜共患传播风险
在孟加拉国拥挤的贫民窟里,人类与老鼠的“亲密接触”已成为日常——厨房的粮食被啃食、卧室的角落布满鼠粪,但居民们只心疼经济损失,却从未意识到这些啮齿动物可能携带致命的“隐形乘客”:缩小膜壳绦虫(Hymenolepis diminuta)。这种通常寄生在鼠类肠道中的绦虫,能通过污染的食物链入侵人体,引发腹痛、腹泻甚至神经系统症状。然而,热带地区贫民窟的寄生虫流行病学数据长期空白,尤其缺乏对H. diminuta的精准鉴定和传播风险评估。为填补这一空白,来自Sylhet Agricultural University的研究团队在2024年2月至5月间,对孟加拉国锡尔赫特市两个贫民窟(Varthkho
来源:IJID One Health
时间:2025-06-22
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水稻轮作区高强度抽水驱动下含水层的水文地球化学响应机制研究
在孟加拉国恒河-布拉马普特拉河冲积平原,密集的水稻种植正引发严峻的地下水危机。这里每年有770万公顷稻田依赖地下水灌溉,其中旱季Boro水稻需消耗800–1200 mm水量,而34040口高容量水泵与百万级小水泵的持续作业,导致含水层水位以惊人速度下降。更棘手的是,稻田作为面源污染主要来源,其氮(N)、磷(P)通过灌溉回渗进入含水层,而黏土层的存在使污染物迁移呈现复杂时空差异。这种"抽水-污染"双重压力下,含水层系统如何响应?水文地球化学特性会发生哪些不可逆改变?这正是孟加拉农业大学团队在《Groundwater for Sustainable Development》发表的研究要解决的核心问
来源:Groundwater for Sustainable Development
时间:2025-06-22
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长期水文化学监测揭示滨海咸水含水层人工回灌对地下水质的改善机制
在气候变化与人口增长的双重压力下,全球约半数沿海居民正面临淡水资源危机。印度钦奈北部的阿拉尼河流域便是典型缩影——这里的地下水位因城市扩张骤降,海水倒灌使含水层导电率飙升至70,345 μS/cm,而潮汐潟湖、盐田与海水运河更形成"盐分三重奏"。当居民井水咸涩如泪时,一项历时7年的科学实验在渗滤池与回灌井的组合结构中悄然展开。由印度科学家团队领衔的研究,通过高频监测2012-2019年间300组水样,首次揭示管理含水层回灌(MAR)技术在极端咸水环境中的长期效能。他们采用水文地球化学指纹追踪技术,结合主成分分析(PCA)解码离子交换密码,甚至捕捉到气旋"瓦尔达"对回灌效率的意外增益。这项发表在
来源:Groundwater for Sustainable Development
时间:2025-06-22
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综述:可持续光/电-酶杂化系统用于CO2转化
可持续光/电-酶杂化系统推动CO2资源化1. 引言二氧化碳(CO2)作为可再生碳原料,其生物转化面临天然途径的三大瓶颈:卡尔文循环(CBB)中Rubisco酶的低效催化、ATP过度消耗以及厌氧途径的氧敏感性。合成生物学通过设计人工固碳途径(如基于烯酰-CoA羧化还原酶(CCR)的CETCH循环),将CO2固定速率提升至28.5 nmol/min·mg,同时降低50%的ATP需求。光/电催化技术的引入进一步解决了辅因子依赖性和CO2活化能垒等关键问题。2. 酶催化:从自然到人工的进化自然途径的局限七种天然固碳途径中,CBB循环因Rubisco的氧合副反应(光呼吸)损失30%能量,而WL途径和rT
来源:Green Chemical Engineering
时间:2025-06-22
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基于深度学习的喜马拉雅-兴都库什地区冰面湖季节性动态对比研究及其气候意义
在全球变暖背景下,喜马拉雅-兴都库什山脉(Hindu Kush-Himalaya, HKH)的冰川正经历着前所未有的变化。这片被称为"亚洲水塔"的区域孕育着约40,000条冰川,总面积达60,000 km2,其融水滋养着下游数十亿人口。然而近年来,覆盖碎屑的冰川(debris-covered glaciers, DCG)表面出现了越来越多神秘的蓝色斑点——冰面湖(supraglacial ponds),这些水体如同镶嵌在冰川表面的"蓝宝石",既是气候变化的敏感指示器,又是加速冰川消融的"特洛伊木马"。传统认知中,冰面湖只是冰川消融过程中的短暂现象。但最新研究发现,这些水体通过多种机制显著影响冰
来源:Global and Planetary Change
时间:2025-06-22